Огнестойкость строительных конструкций и их огнезащита: Огнестойкость строительных конструкций: основные характеристики и нормативы

Опубликовано в Разное
/
4 Янв 2020

Содержание

Огнестойкость строительных конструкций: основные характеристики и нормативы

Огнестойкость — это один из основных эксплуатационных показателей сооружения характеризующий способность несущих элементов, стен и перекрытий здания сопротивляться воздействию огня и высокой температуры во время пожара. Этот показатель является обязательным при проектировании сооружения.

На основании определения степени огнестойкости зданий и сооружений различных инженерных коммуникаций: электропроводки, газо и водопровода. Данный показатель является основополагающим для определения мощности, типа и структуры различных систем пожарной безопасности:

  • Сигнализации;
  • Установок и автономных модулей пожаротушения;
  • Эвакуации и аварийного освещения;
  • Дымоудаления.

В соответствии с актуальными различают 8 основных степеней огнестойкости.

  • Первые три относятся к сооружениям, элементы которых сделаны из железобетона, штучных натуральных или искусственных камней. Основные различия относятся к материалам межэтажных перекрытий и крыши здания. Для первой категории — это железобетонные плиты, для второй, допускается применение металлических конструкций в стропильных системах покрытия без специальной огнезащиты. Для третьей категории допустимо применение древесины как для перекрытий, так и для стропильных систем. Деревянные элементы должны быть либо защищены штукатуркой (листовыми трудногорючими материалами), либо подвергнуться дополнительной обработке антипиренами.
  • К категории 3а и 3б относится здание каркасного типа. Однако если материалами для категории 3а являются незащищенные металлические конструкции (профилированные листовые стройматериалы), то здание категории 3б возводятся из массива древесины или клееного бруса, защищённого антипиреновыми пропитками и подвергнутого дополнительной огнезащите, значительно повышающей предел огнестойкости, EI 60 и более.
  • К 4 категории относятся здания из массива древесины или клееного бруса, в виде штукатурки. Незащищённые элементы конструкции грунтуются антипиренами.
  • Здания категории 4a (обычно одноэтажные каркасные) состоят из металлического несущего каркаса, обшитого горючими теплоизоляционными материалами.
  • К зданиям 5 категории вообще не предъявляется требование относительно предела огнестойкости.

Предел огнестойкости

Свойство материала комбинированной из нескольких материалов конструкции сопротивляться открытому пламени и высоким температурам без потери основных несущих способностей и функциональных характеристик называется пределом огнестойкости. Выражается в цифровом эквиваленте времени с буквенным шифром:

  • R — потеря строительной конструкцией несущей способности;
  • E — потеря целостности конструкции;
  • I — утрата материалом теплоизолирующей способности.

К примеру, предел огнестойкости ei 30 означает, что будет сохранять свою целостность и защищать от воздействия высокой температуры на протяжении 30 мин.

Таблица 1: Предел огнестойкости строительных конструкций

Талица 2: Предел огнестойкости противопожарных преград, специальных строительных конструкций, используемых для локализации возгорания

Талица 3: Предел огнестойкости конструкций, заполняющих проемы (окна, двери, ворота) в противопожарных преградах

Способы увеличения предела огнестойкости стройматериалов

Существует целый ряд способов, способствующих увеличению времени сопротивления конструкций и материалов огню:

Обмазки и штукатурки. Один из наиболее распространенных и доступных способов. Может применяться для таких материалов, как дерево и древесно-стружечные изделия, железобетон, бетонные блоки, металл, полимерные стройматериалы. Может применяться как на несущих, так и ограждающих конструкциях. Эффективная толщина слоя защиты не менее 25мм. Хорошие показатели защиты продемонстрированы такие обмазки, как: известково-цементная штукатурка, вермикулит, перлит. Использование асбест-вермикулита является более , но допускается только в помещениях с ограниченной посещаемостью из-за вредного влияния асбеста.

Облицовка. Может осуществляться как специальными материалами вроде гипсовых плит или шамотного кирпича, так и обычным керамическим кирпичом. Эффективность защиты зависит от толщины изоляции. Глиняная плита толщиной до 80 мм повышает предел огнестойкости бетонной колонны до 4,8 ч. А облицовка такого же элемента обычным глиняным кирпичом — всего до 2 ч.

Защитные экраны. Чаще всего такими конструкциями в виде подвесных потолков с несгораемыми плитами закрываются панели перекрытия. Современные производители отделочных материалов выпускают довольно большое количество трудносгораемых листовых облицовок и сайдинга, который можно устанавливать на стены и колонны. Экраны могут различаться по своему защитному эффекту: теплоотводящие и поглощающие. Последние, как правило, защищают от лучистой энергии открытого пламени. Различается и конструктивное исполнение, бывают стационарные экраны и передвижные (временные).

Одной из разновидностей защитных экранов являются водяные завесы. Они создаются различными установками автоматического пожаротушения, как правило дренчерными. Их можно причислить к отдельному способу увеличения огнестойкости. Однако при стремительном распространении очага возгорания по большой площади такой способ малоэффективен. С недавнего времени существует решения, позволяющие более эффективно защищать . Несущие колонны охлаждаются путём циркуляции воды во внутренних полостях изделия.

Химические средства защиты. Обычно антипиреновые составы в виде пропиток применяются для обработки древесины. Однако такой способ является довольно дорогостоящим и трудоемким. Кроме того его эффективность в значительной мере зависит от типа древесины — строения и плотности древесных волокон. В большинстве случаев приобретённые защитные свойства материала значительно ниже тех, которые рекламирует производитель антипиреновой грунтовки.

Защитные лакокрасочные материалы. Наносятся на поверхность строительной конструкции и пригодны для использования на любом стройматериале. Принцип действия большинства таких защит состоит в термореактивном эффекте. Под воздействием температуры краска вспучивается, создавая дополнительный слой теплоизоляции. Такие покрытия имеют сравнительно доступную стоимость, просты в предварительной подготовке основания и самой смеси. Легко наносятся на поверхности любой сложности. Имеют хорошие огнезащитные показатели и широкий спектр применения. Как правило, используются для повышения предела огнестойкости металлических конструкций.

Наиболее распространенными на данный момент являются следующие средства:

  • Германия — Пироморс, Унитерм;
  • Финляндия — Винтер;
  • Венгрия — Фламс САФЕ;
  • Россия — Файрекс;
  • Украина — ОВК — 2, Эндотерм – ХТ — 150.

Несмотря на высочайшую эффективность, таким материалы можно приготовить самостоятельно. Для этого необходимо смешать истолченный в порошок асбест и жидкое стекло в пропорциях 4 к 10 соответственно. Смесь тщательно перемешать. В зависимости от консистенции она может наноситься щеткой, валиком или при помощи краскопульта. Ориентировочный расход защитной смеси 0,5-1 кг/м2 при слое 2-3 мм.

При использовании многокомпонентных защитных химических средств необходимо помнить, что в состав некоторых из них входят органические компоненты. При превышении температуры более 300°С такие средства разлагаются с выделением в атмосферу токсичных веществ. Предпочтительнее использовать вспучивающиеся покрытия на минеральной основе с жидким стеклом в виде вяжущего ВЗП-1 — ВЗП-12.

Прессование древесины. Сравнительно новый и дорогостоящий метод, который заключается во введении в толщу древесины специальных химических веществ, размягчающих целлюлозу. После этого осуществляется прессование под большим давлением. После этого материал приобретает значительную плотность и прочность, а также устойчивость к огню с повышением категории до трудносгораемых.

Особенности определения предела огнестойкости строительных конструкций

Перед определением огнестойкости сооружения необходимо осуществить расчет огнестойкости строительных конструкций, которые его составляют. При таком расчете необходимо учитывать определенные нюансы.

  1. Во-первых, слоистые ограждения значительно превосходит по своим теплоизоляционным характеристикам каждый отдельно взятый материал, из которых они изготовлены.
  2. Во-вторых, изделия, имеющие в своем составе воздушные прослойки, повышают свой уровень огнестойкости в среднем на 10% по сравнению с аналогичными изделиями, не имеющими такой прослойки.

В-третьих, при расчете необходимо учитывать направление теплового потока и соответствующим образом размещать защитные слои, вплоть до их несимметричного нанесения.

Огнестойкость строительных конструкций и их огнезащита — Студопедия

При проектировании и строительстве производственных зданий и сооружений (электромашинных помещений, трансформаторных подстанций) необходимо учитывать пожарную опасность производства.

Согласно СНиП II-90-81 производства по пожарной и взрывной опасности подразделяются на категории А,Б,В,Г,Д и Е.

К производствам категории А относятся электролизные установки, закрытые склады с легко воспламеняющимися жидкостями, склады баллонов с горючим газом, газораспределительные пункты.

К категории Б относятся закрытые склады дизельного топлива, помещения подготовки цистерн с мазутом к разогреву и др.

К категории В относятся узлы пересыпки угля и торфа.

К категории Г — машинные отделения, котельные, закрытые распределительные устройства с выключателями и аппаратурой, содержащей 60кг масла в единице электрооборудования, литейные, кузнечные, сварочные мастерские.

К категории Д — помещения щитов управления электростанций и подстанций, электроремонтные мастерские, насосные и компрессорные станции.

К категории Е — помещения стационарных кислотных аккумуляторов и зарядки переносных аккумуляторов.

Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений регламентируются СНиП II-2-80. При строительстве зданий и сооружений с учетом категории производства строительные материалы и конструкции по степени огнестойкости подразделяются на три группы : сгораемые, трудносгораемые, несгораемые.

Способность конструкции задерживать распространение огня оценивается пределом их огнестойкости, выражаемом временем в часах от начала испытания строительной конструкции на огнестойкость до возникновения одного из следующих признаков :


1) образования в конструкции сквозных трещин;

2) повышения t0 С на необгораемой поверхности конструкции в среднем более чем на 1400 С;

3) потери конструкцией несущей способности.

Согласно СНиП II-2-80 здания и сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней, характеризуемых пределом огнестойкости (в часах) и пределом распространения огня по этим конструкциям (в см за время предела огнестойкости). Так, здания и сооружения первой степени огнестойкости выполняются из несгораемых материалов, а здания и сооружения 5 степени — из сгораемых материалов [1], С.283, таб. 16.2, 16.3.

Согласно СНиП II-М.2-72 помещения производств категорий А и Б должны быть выполнены из конструкций I и II степеней огнестойкости, количество этажей не должно превышать шести. При использовании конструкций IV, V степени огнестойкости число этажей не должно превышать 2 и 1 соответственно.


В качестве мер против распространения начавшегося пожара применяют общие или местные противопожарные преграды.

Общие противопожарные преграды, разделяющие здание по горизонтали или вертикали на отдельные отсеки, представляют собой противопожарные стены и перекрытия, выполняемые из несгораемых материалов [1], С.285, таб.16.4.

Местные противопожарные преграды — это пороги и бортики в дверях помещения (например, камер масляных выключателей с большим объемом масла).

Эвакуация людей из зданий, помещений в случае возникновения пожара обеспечивается через эвакуационные выходы, которые должны вести наружу здания непосредственно или через вестибюль, коридор, лестничную клетку. Количество эвакуационных выходов должно быть не менее двух.

Огнестойкость строительных конструкций: предел, параметры, классификация

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).

Предел огнестойкости строительных конструкций

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.

Параметры огневой стойкости

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.

8 степеней огневой стойкости

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.

Испытания огневой стойкости

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.

Огневая стойкость помещений

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.

Классификация зданий по опасности возгорания

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.

Материал Дерево Кирпич Бетон Гипс Сталь Глина
Температура плавления, С 250 1300 1500 900 1500 1400

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.

Способы увеличения огневой стойкости

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:

меры и нормы огнезащиты ⋆ ООО «Олимп»

Любые строительные конструкции, здания, различные строения необходимо защищать от воздействия огня. При пожаре или его тушении наносится значительный ущерб, приводящий к разрушению строительных и отделочных материалов, ухудшению характеристик и внешнего вида сооружений.

Огнезащита строительных конструкций: меры и нормы огнезащиты

Огнезащита строительных конструкций: меры и нормы огнезащиты

Для предотвращения этих последствий проводят противопожарную обработку строительных конструкций, которая является комплексными техническими мерами, направленными на повышение уровня огнестойкости и усиления пожарной безопасности объекта. Огнезащита делает возможным сохранять под влиянием огня несущие конструктивные элементы, межэтажные перекрытия здания в установленный промежуток времени, сохраняя их свойства.

Помимо прочих действий огнезащита строительных конструкций содержит в себе использование противопожарных составов и специальных материалов.

Главные задачи и особенности огнезащиты

С помощью огнезащиты находят решение две основные задачи:

  • увеличивается устойчивость строительного объекта при пожаре посредством подъема предела огнестойкости конструкций;
  • предотвращается распространение развитие горения в объектах ввиду воспламеняемости, горючести и расширению огня по их поверхности.

Благодаря огнезащитным материалам повышается стойкость сооружения в период пожара и предотвращается распространение горения. В результате чего, минимизируется ущерб. Защита от пожаров принимает комплексный характер:

  • соблюдение требований противопожарных норм;
  • применение современных, действенных средств защиты от возгорания при эксплуатации в разных ситуациях;
  • подготовка способов осуществления защиты и оценки ее продуктивности;
  • надзор за качеством проведенных работ, направленный на воплощение в жизнь защиты от возгорания.

Виды объектов огнезащитной обработки

Мероприятия по росту огнестойкости возводимых конструкций назначаются на сооружениях проектом с учетом их местоположения, технических характеристик и специфик. Существует следующие виды объектов огнезащиты:

  • металлоконструкции. Стальные сплавы – это негорючие материалы. Тем не менее, стальные сооружения не могут в течение продолжительного времени вынести влияние высоких температур. При разыгравшемся пожаре они утрачивают свои прочностные качества. Главной задачей огнезащиты металлоконструкций – приостановить быстрое нагревание металла при пожаре, защитить строительное сооружение в период времени, заданный проектом;
  • деревянные объекты. Оценка отдачи огнезащиты древесины обуславливается огневыми пробами, которые помогают установить потерю массы, подвергнутого обработки противопожарным составом деревянного образца. Как правило, для огнезащитных материалов 1-ой группы потеря массы древесины составляет около 9%, 2-ой группы – приблизительно 25%. Деревянные сооружения, обработанные огнезащитным составом 1-ой группы, считаются трудносгораемыми, 2-ой – трудновоспламеняемыми;
  • воздуховоды. Воздуховоды – это элементы строительных конструкций, имеющие прямой контакт с кислородом, являются основной причиной возгорания и усиления огня. Пределы огнестойкости воздуховодов назначаются проектом;
  • кабели и проводные (кабельные) проходки. В соответствии с техническими требованиями пожарной безопасности, электроприборы (в т.ч. кабели) не должны быть источником зажигания, распространения горения за ее пределы. Огнезащитные покрытия, которые наносятся на разные кабели, должны обеспечивать данные требования. Кабельная проходка – это сборная установка, необходимая для уплотнения мест прохода проводов через строительные конструкции. Она состоит из кабелей, закладных деталей, уплотнителей и сборных элементов. Проводная проходка должна затруднять распространение огня в соседние помещения в течение нормированного промежутка времени.

Разновидности и способы огнезащиты

Зачастую в качестве огнезащитных составов применяются особые лаки, краски, средства для пропитки, покрытия, мастики и разнообразные обмазки. Каждое средство имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбрать универсальный состав для огнезащиты не представляется возможным.

Каждый материал характеризуется эксплуатационными признаками, методикой нанесения, своей ценой и долгопрочностью. Лишь с учетом нюансов противопожарных составов можно определиться с выбором.

При выборе способа огнезащиты необходимо учитывать следующие данные:

  • материал, разновидность и технические характеристики конструкции;
  • предельная черта невоспламеняемости;
  • степень нагрузки на поверхность;
  • температурный режим использования;
  • эстетические данные.

Защита металлоконструкций от пожара

Огнезащита строительных стальных конструкций осуществляется вспучивающими и строительными красками. Они бывают 2-х видов:

  • на водной основе;
  • на основе сольвента.

Первые применяется для внутренней отделке помещения, вторые — для наружной. Помимо защиты, в эти краски добавляется эстетика и красота. Довольно часто в строительстве используются особые противопожарные обмазки (например, СОШ-1).

Огнезащитная эффективность составов характеризуется временной продолжительностью от начала огневой проверки до подъема критических температур (500°С) и разделяется на пять составных групп:

  • первая – не меньше 150 мин.;
  • вторая – не меньше 120 мин.;
  • третья – не меньше 60 мин.;
  • четвертая – не меньше 45 мин.;
  • пятая – не меньше 30 мин.

Огнезащита деревянных сооружений

Использование огнепрочных средств для конструкций из дерева имеет ряд особенностей:

  • поверхность деревянных сооружений не требует особой подготовки;
  • противопожарные составы (пропитки, краски, обмазки) накладываются на поверхность древесины или вводятся в объем сооружения огнезащиты (глубокая пропитка) непосредственно;
  • может применяться комбинированный способ, группирующий два вышеназванных.

Крайне важно провести оценку эффективности огнезащитных материалов для древесины, проводимую на основании пропитанных деревянных образцов на особой установке.  По результатам исследования определяется группа огнезащитной эффективности.

Иногда можно столкнуться с мнением, что после пропитки противопожарными составами дерево теряет свой внешний экстерьер. Современные средства не только помогают сберечь древесину от возгорания, но и выгодно акцентируют внимание на ее натуральную текстуру. Некоторые средства способствуют защите от естественных разрушений.

Защита от возгорания воздуховодов

Практически во всех типах строений используются системы вентиляции и кондиционирования. Стоит помнить, что скорость воздушного потока при пожаре может максимально быстро разнести пламя по всему сооружению.

Для огнезащиты воздуховодов применяется обработанный особым образом материал – рулонный фольгированный мат. Этот материал прошит проволокой, которая в случае предельного подъема температуры не даст ему развалиться. Он производиться с дополнительным покрытием и без него. Огнезащита воздуховодов с использованием фольгированного мата предусматривает предельный показатель огнепрочности до 240 мин.

Огнестойкость железобетонных сооружений

Современные методы противопожарной безопасности конструкций из железобетона направлены на то, чтобы ликвидировать потерю их прочности при возгорании. Это достигается разными способами:

  • в большинстве случае применяется штукатурка, позволяющая создать защитный слой и противостоять распространению горения продолжительное время;
  • укладываются отделочные листы, панели, плиты из невозгораемых материалов.

Железобетонная конструкция не распадается, не истончается и не деформируется в промежуток времени 240 мин. Наравне с плюсами у перечисленных способов есть некоторые недостатки. Главный из них – дополнительные нагрузки. При навешивании плит и экранов, при нанесении штукатурки строительная конструкция утяжеляется. Соответственно, ей требуется дополнительное усиление. Другие минусы – факторы, определяющие стоимость работы, трудоемкость и сложность.

Чтобы исключить ряд недостатков, в строительстве применяются вспучивающиеся краски. Себестоимость их невысокая, наносятся быстро, защищают здание в течение 150 мин. Также при выборе средств огнезащиты сооружений из железобетона стоит учитывать  местоположение конструкций, воздействие на поверхность агрессивной среды и общее функциональное назначение постройки.

Защита металлических трубопроводов от огня

Специальные огнезащитные базальтовые цилиндры – это максимально подходящее решение для проходки металлических трубопроводов через бетонное основание. Используются уникальные цилиндры на трубах, которые повышают предельная огнестойкость до 240 мин.

Это также необходимо для того, чтобы предотвратить появление дефектов при давлении высокими температурами на стальные трубы.

Применение огнестойких составов

Наряду с ключевыми средствами огнезащиты допускается использование специальных добавочных покрытий. Благодаря им конструкция приобретает декоративный  и эстетический вид. Согласно нормативам монтажа противопожарных средств, составы можно применять в случае возможности проведения последующих ремонтных работ (корректировка поврежденных покрытий, замена частей декора, реставрации и т.д.).

Не менее важный показатель — эксплуатационные условия. Они охарактеризованы крайним значением параметров влажности, перепадов величин, разности температур. Для заказчика немаловажно, чтобы экстерьер конструкции не пострадал после нанесения составов, поэтому особенности нанесения средств также следует учитывать. В некоторых случаях может предусматриваться возможность замены или реконструкции огнезащитного слоя. В случае обработки стальных конструкций, они должны быть в открытом доступе для будущей замены или восстановления.

Гарантийные обязательства и соответствие нормам

В соответствии с действующими нормативами огнестойкие составы требуется применять в случае возможности реставрации (ремонта) защитного слоя в течение эксплуатации постройки. Конструкции и стройматериалы должны быть в свободном доступе для вторичного нанесения огнезащитных средств. В противоположном случае гарантия эксплуатации противопожарной обработки должна быть не меньше долговечности объекта огнезащиты.

Гарантийный срок определяться при сертифицированных проверках методом стойкости к износу. Основа метода содержится в сохранении эффективности огнезащиты покрытия после ускоренного изнашивания в результате воздействия на него разницей температурных режимов, влажности и др.

Использование огнестойких средств должно реализовываться согласно технической документации, особенно, разработанным, согласованным и утвержденным проектом согласно СНиП 11-01. Свойства огнестойких покрытий определяются разработчиком технических материалов, который несет за них установленную законом ответственность.

Трудности контроля качества

Большим недочетом в системе обеспечения защиты от пожаров является отсутствие надлежащего надзора за качеством выполненных работ. Выдача лицензий организациям и сертификация противопожарных средств – мероприятия нужные, но недостаточные. Пока нет практики привлечения независимых экспертов, которые могли бы профессионально провести контроль приемки огнезащитных работ.

Злоупотребляя ситуацией, некоторые компании, чтобы получить заказ, занижают подлинные расходы средств огнезащиты, требуемые для создания нужной толщины защитного слоя. При принятии проделанных работ во многих случаях нет возможности осуществить качественную проверку  необходимого уровня толщины слоя противопожарного покрытия. Чаще всего это происходит из-за недостатка у инспекторов ГПС нужного функционала.

Заключение

Если внимательно прочитать данный материал, то можно сделать следующие выводы:

  • огнезащита на сегодняшний день должна содержать комплекс мер, включающий оборудование системы противопожарной сигнализации и обработку строительных конструкций огнезащитными средствами;
  • для полной безопасности и создания гарантированного защитного слоя можно комбинировать пропитки, краску, штукатурку и т.д.;
  • согласно нормам в открытом доступе должны быть конструкции, обработанные противопожарными составами, для их дальнейшего ремонта и восстановления;
  • никогда не следует пренебрегать средствами безопасности, оснащать дополнительной огнезащитой воздуховоды, кабельные и металлические трубопроводы, проверять целостность электропроводки и контролировать проводимые в доме работы.

17.12.2019

Огнестойкость строительных конструкций. Группы огнезащитной эффективности

Пределы огнестойкости строительных конструкций

Предел огнестойкости строительной конструкции — показатель сопротивляемости конструкции огню. Определяется по результатам огневого испытания и представляет собой время (в минутах) до появления одного или нескольких признаков предельных состояний по огнестойкости:

  • потеря несущей способности конструкции или ее узлов (R) — характеризуется обрушением конструкции или возникновением критических деформаций, недопустимых для ее дальнейшей эксплуатации
  • потеря теплоизолирующей (ограждающей) способности (I) — характеризуется повышением температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений
  • потеря целостности конструкции (E) — проявляется в образовании сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или открытое пламя
Примеры обозначений предела огнестойкости конструкций
  • R 45 — предел огнестойкости 45 мин по потере R
  • RE 60 — предел огнестойкости 60 мин по потере R и Е независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее
  • REI 90 — предел огнестойкости 90 мин по потере R, Е и I в независимости от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее

Цифровой показатель в обозначении предела огнестойкости строительной конструкции должен соответствовать одному из следующих значений: 15, 30, 45, 60, 90, 120, 150, 180, 240, 360.

Повышение пределов огнестойкости достигается методами огнезащиты.

Различают фактический и требуемый пределы огнестойкости:

  • требуемая огнестойкость — это тот минимальный предел огнестойкости, которым должна обладать строительная конструкция, чтобы удовлетворять требованиям пожарной безопасности. Устанавливается в соответствии с ведомственным или отраслевым нормами проектирования.
  • фактический предел огнестойкости — определяется на основе огневых испытаний или расчетным путем

Огнезащитная эффективность средств огнезащиты металлических конструкций

Огнезащитная эффективность — это сравнительный показатель средства огнезащиты, который характеризуется временем в минутах от начала огневого испытания до достижения критической температуры 500 °С стандартного образца стальной конструкции с огнезащитным покрытием.

Группа огнезащитной эффективности устанавливается по результатам испытаний в соответствии с методикой ГОСТ 53295. При этом стальная колонна двутаврового сечения №20 (или профиля №20Б) высотой 1,7 м или стальная пластина с размерами 600 × 600 × 5 мм обрабатываются огнезащитным составом в соответствии с технологией его применения и испытываются на установке для определения огнестойкости в соответствии с ГОСТ 30247.0. На поверхности образца в трех местах устанавливаются термопары для контроля температуры. При этом фиксируется время, в течение которого поверхность металлоконструкции достигла критической температуры 500 °С.

Группа огнезащитной эффективности определяется по времени достижения металлической конструкцией критической температуры.

Группы огнезащитной эффективности средств обработки стальных конструкций
  • 1 группа — не менее 150 мин
  • 2 группа — не менее 120 мин
  • 3 группа — не менее 90 мин
  • 4 группа — не менее 60 мин
  • 5 группа — не менее 45 мин
  • 6 группа — не менее 30 мин
  • 7 группа — не менее 15 мин

Группа огнезащитной эффективности для данного средства огнезащиты зависит от многих факторов, в том числе от толщины покрытия и приведенной толщины металлоконструкции.

Приведенная толщина — это отношение площади поперечного сечения металлической конструкции к периметру обогреваемой поверхности.

Огнезащитная эффективность средств защиты древесины

Огнезащитная эффективность составов для обработки деревянных конструкций характеризуется потерей массы обработанного составом образца древесины при огневом испытании.

Группы огнезащитной эффективности средств обработки деревянных конструкций
  • 1 группа — состав обеспечивает получение трудносгораемой древесины (потеря массы образца при огневом испытании составляет не более 9%)
  • 2 группа — состав обеспечивает получение трудновоспламеняемой древесины (потеря массы опытного образца при огневом испытании должна составлять не более 25%)
  • 3 группа — огнезащитный состав не обеспечивает огнезащиту древесины (потеря массы образца составляет более 25%)

Огнезащита зданий из металлоконструкций: степень огнестойкости и способы защиты

Монтаж металлоконструкцийЗдания и сооружения на основе металлоконструкций – надежные и долговечные, быстро и легко возводятся, а срок их эксплуатации достигает 100 лет. В зависимости от назначения и сферы применения к таким объектам выставляется ряд требований, среди которых огнестойкость зданий, т.е. способность противостоять воздействию огня при возгорании.

Понятие огнезащиты металлоконструкций

Стальные конструкции не относятся к горючим материалам, но в процессе воздействия огня они способны деформироваться, терять несущую способность и при достижении определенных условий обрушиться. Для предотвращения плачевных последствий и убытков выполняется огнезащита зданий и конструкций.

Огнезащита металлоконструкций представляет собой комплекс действий и технологий, направленных на повышение степени огнестойкости здания, а именно его отдельных элементов, несущих балок, ферменных конструкций, стен, кровли и т.д.

Какие задачи выполняет огнезащита и от чего зависит

Монтаж огнестойкого здания из ЛСТККачественно выполненная огнезащита металлоконструкций решает несколько задач:

  • повышает уровень устойчивости элементов металлокаркаса к огню;
  • предотвращает деформацию металлоконструкций и как следствие потерю несущей способности;
  • препятствует распространению огня на остальные участки сооружения.

Применение новых технологий и материалов для огнезащиты позволяет предотвратить возгорание всей конструкции, притупить стремительное распространение огня внутри помещения, что в свою очередь убережет не только имущество, но и человеческие жизни.

Огнестойкость металлоконструкций во многом зависит от типа проводимой огнезащиты и качества использованных пожароустойчивых покрытий.

Степени огнестойкости зданий и сооружений

Минимальные требования для построек различного назначения указаны в нормативных документах. Они выражены в классах и степенях огнестойкости зданий и сооружений.

Коэффициент огнестойкости выражен во времени, в течение которого металл противостоит воздействию огня:

  • 1 степень – пожароустойчивость не менее 150 мин. К данной группе относятся сооружения с наименьшей возможностью понести ущерб при контакте с огнем. Высокий уровень огнезащиты зданий и конструкций достигается применением специальных конструктивных решений и использованием в качестве материалов железобетона и камня.
  • 2 степень – огнестойкость здания не менее 120 мин. Сооружения в данной категории сопоставимы с первой группой, при этом элементы зданий могут быть изготовлены из стали.
  • 3 степень – огнестойкость здания до 60 мин. Здания возводятся на основе негорючих и трудносгораемых элементов, а также в строительстве могут использоваться горючие материалы при условии обработки их огнезащитным покрытием.
  • 4 степень – не менее 45 мин. Главным условием является устройство пожароустойчивых ограждающих конструкций (стен), которые предотвращают распространение огня по всей площади.
  • 5 степень – от 30 мин, это минимальное время, за которое в случае чего успеют справиться пожарные. Самый низкий уровень огнезащиты зданий и конструкций, при котором в строительстве допустимо использовать сгораемые материалы. При этом несущие стены выполняются из несгораемых элементов.

Для достижения тех или иных показателей используют различные способы огнезащиты конструкций зданий и сооружений.

Способы огнезащиты зданий и сооружений из металлоконструкций

Установка металлоконструкций с высоким пределом огнестойкостиДля достижения определенной степени огнезащиты зданий, в основе которых стальной каркас, применяют несколько методов повышения предела огнестойкости металлоконструкций.

Технологический способ

Технологические методы и средства защиты несущих конструкций предполагают применение кирпичной кладки, изоляцию минераловатным наполнителем или гипсокартоном. К тому же, большинство из этих материалов выполняют двойную функцию. Например, гипсокартон помимо защиты от нагревания, облегчает последующую отделку поверхности.

Кирпич и бетонирование снижают тепловую нагрузку на металлоконструкции и обеспечивают дополнительно прочностные характеристики. Применяя такой метод, стоит заранее позаботиться о должной гидроизоляции.

Метод покрытия ЛКМ и штукатурными смесями

С помощью применения различных лаков, красок и пропиток можно достичь любой степени огнестойкости металлоконструкций, методом подбора эффективного покрытия и нанесения его в несколько слоев.

Существенным недостатком таких покрытий является высокая ценовая политика, что увеличивает издержки на огнезащиту. Но если сопоставить возможные убытки при возгорании, рассуждение о целесообразности применения ЛКМ не имеет смысла.

Срок действия защиты данным методом минимум 20 лет, а вот сами работы по огнезащите осуществляются в максимально сжатый временной период.

Лакокрасочные материалы для металла классифицируют по двум типам:

  1. Вспучивающиеся – при высоких температурах из-за образования пористой структуры увеличивается защитный слой краски примерно в 30-40 раз. Если состав краски был нанесен толщиной 1 мм, то после воздействия огня толщина достигнет 4 см.
  2. Невспучивающиеся на водной основе – действуют по принципу поглощения тепла и выделения воды и газов ингибиторов.

Обработка металлоконструкций также осуществляется с помощью штукатурных смесей на основе вермикулита, которые обладают низкой теплопроводностью и небольшим весом. Это относительно новый метод огнезащиты на сегодняшний день.

Для каких металлоконструкций применяется огнезащита

Огнезащита сооруженияВ огнезащите нуждаются все несущие и конструктивно значимые элементы сооружения, к которым относятся:

  • опорные колонны и столбы;
  • фермы и балки перекрытий;
  • прогоны и связи;
  • лестничные марши.

Лишь при условии комплексной огнезащиты металлоконструкций можно обеспечить целостность и устойчивость здания во время возгорания.

Как определить огнестойкость здания

Степень огнестойкости – один из самых значимых показателей надежности и безопасности здания. Для точного определения необходимо рассматривать такие параметры объекта, как: назначение постройки, этажность, площадь, тип материалов, используемых для возведения строительного объекта.

При определении степени огнестойкости здания следует опираться на использование специальной нормативной документации – СНиП. Кроме этого, расчет категорий огнестойкости можно заказать в качестве услуги, предоставляемой многими компаниями.

Требования и решения для огнезащиты железобетонных конструкций.

Полный текст документа ЗАЩИТА СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ОТ КОРРОЗИИ СНиП 2.03.11-85

5.4 Требования к материалам и конструкциям

5.4.1 Требования к бетону и строительным конструкциям должны назначаться исходя из необходимости обеспечения проектного срока эксплуатации здания или сооружения.

5.4.2 Требования по обеспечению коррозионной стойкости бетона для каждых условий эксплуатации должны включать в себя:

1) разрешенные виды и марки (классы) составляющих бетона;

2) минимально необходимое содержание цемента в бетоне;

3) минимальный класс бетона по прочности на сжатие;

4) минимальную допускаемую марку бетона по водонепроницаемости и/или максимальный допускаемый коэффициент диффузии хлоридов или углекислого газа;

5) минимальный объем вовлеченного воздуха или газа (для бетонов с требованиями по морозостойкости).

Цементы

5.4.3 В качестве вяжущих для приготовления бетонов (таблица Д.2) следует применять:

1) портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент поГОСТ 10178, ГОСТ 30515, ГОСТ 31108;

2) сульфатостойкие цементы по ГОСТ 22266;

3) глиноземистые цементы по ГОСТ 969.

Допускается применение цементов (вяжущих) низкой водопотребности (ЦНВ, ВНВ), напрягающих и безусадочных цементов и других вяжущих, приготовленных на основе указанных выше цементов. При этом следует подтвердить соответствие коррозионной стойкости и морозостойкости бетона на указанных вяжущих и стойкости арматуры в этих бетонах условиям эксплуатации конструкций, зданий и сооружений.

В газообразных и твердых средах (таблицы Б.1, Б.3) следует применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент.

В жидких средах (таблицы В.3, В.4, В.5) и грунтах (таблица В.1), содержащих сульфаты, следует применять сульфатостойкие цементы, шлакопортландцементы и портландцементы, в том числе портландцементы нормированного минералогического состава, а также портландцементы с добавками, повышающими сульфатостойкость бетона.

В средах, агрессивных по содержанию хлоридов (таблицы В.2, В.3, Г.1, Г.2), следует применять портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент или пуццолановый портландцемент с учетом требований к бетону по морозостойкости.

В жидких средах, агрессивных по суммарному содержанию солей при наличии испаряющих поверхностей (таблица В.3), допускается применение глиноземистого цемента при условии соблюдения требования к температурному режиму твердения бетона.

Для бетонных и железобетонных конструкций с предварительно напряженной арматурой применение глиноземистого цемента не допускается.

В бетонных и железобетонных конструкциях, к бетону которых предъявляются требования по водонепроницаемости марок свыше W6, допускается применение цемента с компенсированной усадкой и напрягающего цемента.

Рекомендуемые виды цемента приведены в таблице Д.2.

Заполнители

5.4.4 В качестве мелкого заполнителя следует использовать кварцевый песок по ГОСТ 8736 класса I, а также пористый песок по ГОСТ 9757. Песок класса II по ГОСТ 8736 допускается применять для бетона конструкций, эксплуатирующихся в агрессивных средах, при наличии технического обоснования.

В качестве крупного заполнителя для бетона следует использовать фракционированный щебень из изверженных пород, гравий и щебень из гравия марки по дробимости не ниже 800.

Однородный щебень из осадочных пород, не содержащий слабых включений, с маркой по дробимости не ниже 600 и водопоглощением не выше 2% допускается применять для изготовления конструкций, эксплуатируемых в газообразных, твердых и жидких средах при любой степени агрессивного воздействия, за исключением жидких сред, имеющих водородный показатель рН ниже 4.

Для конструкционных легких бетонов следует применять искусственные и природные пористые заполнители по .

Наличие и количество в заполнителях вредных примесей должно быть указано в соответствующей документации на заполнитель и учитываться при проектировании бетонных и железобетонных конструкций. Мелкий и крупный заполнители должны быть проверены на содержание потенциально реакционно-способных пород. При наличии в составе заполнителей реакционно-способных пород следует предусматривать в качестве мер защиты от коррозии, вызываемой взаимодействием реакционно-способных пород заполнителя со щелочами цемента, следующие мероприятия:

1) подбор состава бетона с минимальным расходом цемента;

3) изготовление бетона на портландцементах с минеральными добавками, пуццолановом портландцементе и шлакопортландцементе;

4) применение активных минеральных добавок в составе бетона;

5) введение в состав бетона гидрофобизирующих и газовыделяющих добавок;

6) запрещение вводить в состав бетона противоморозные добавки и добавки ускорители твердения, содержащие соли натрия и калия — поташ, нитрит натрия, сульфат натрия и др.;

7) введение добавок солей лития;

8) разбавление заполнителей с примесями реакционно-способных пород заполнителем, не содержащим реакционно-способных компонентов;

9) создание сухих условий эксплуатации.

Эффективность указанных мероприятий при использовании конкретного заполнителя должна быть доказана испытаниями по методикам ГОСТ 8269.0.

Для высокопрочных бетонов следует применять заполнители нереакционно-способные со щелочами цемента.

Добавки

5.4.5 Для повышения стойкости бетона железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, следует использовать добавки по ГОСТ 24211, снижающие проницаемость бетона и повышающие его химическую стойкость и морозостойкость, усиливающие защитное действие бетона по отношению к арматуре, а также повышающие стойкость бетона в условиях воздействия биологически активных сред.

Общее количество химических добавок при их применении для приготовления бетона не должно составлять более 5% массы цемента. При большем количестве добавок требуется экспериментальное подтверждение коррозионной стойкости бетона.

Добавки, применяемые при изготовлении железобетонных изделий и конструкций, не должны оказывать коррозионного воздействия на бетон и арматуру.

Максимально допустимое содержание хлоридов в бетоне, выраженное в процентах ионов хлоридов к массе цемента, не должно превышать значений, указанных в таблице Г.3.

В состав бетона не допускается введение хлоридов (хлориды натрия, кальция и др.) при изготовлении следующих железобетонных конструкций:

1) с напрягаемой арматурой;

2) с ненапрягаемой проволочной арматурой диаметром 5 мм и менее;

3) эксплуатируемых в условиях влажного или мокрого режима;

4) с автоклавной обработкой;

5) подвергающихся электрокоррозии.

Не допускается введение хлоридов в состав бетонов и растворов для инъектирования каналов предварительно напряженных конструкций, а также для замоноличивания швов и стыков сборных и сборно-монолитных железобетонных конструкций.

Добавки, содержащие нитраты, нитриты, тиоцианаты (роданиды) и формиаты, допускается применять в бетонах для преднапряженных конструкций в агрессивных средах, если применяется арматурная сталь с индексом К.

Применение добавок электролитов в бетоне конструкций, подвергающихся электрокоррозии, не допускается.

Количество вводимых в бетон минеральных добавок следует определять, исходя из требований обеспечения необходимой коррозионной стойкости бетона на уровне не ниже, чем у бетона без таких добавок.

5.4.6 Воду для затворения бетонной смеси и увлажнения твердеющего бетона следует применять в соответствии с ГОСТ 23732. Применение рециклированной и комбинированной (смешанной) воды для бетонов конструкций, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах, допускается при наличии экспериментального подтверждения коррозионной стойкости бетона.

5.4.7 Требования к бетону в зависимости от классов сред эксплуатации приведены в таблице Д.1. Данная таблица используется с учетом таблиц, регламентирующих марки бетона по водонепроницаемости, диффузионной проницаемости, морозостойкости. Показатели бетона по проницаемости приведены в таблице Е.1.

5.4.9 Бетоны конструкций зданий и сооружений, подвергающихся воздействию воды и знакопеременных температур, марок по морозостойкости более F150 следует изготавливать с применением воздухововлекающих или микрогазообразующих добавок, а также комплексных добавок на их основе. Объем вовлеченного воздуха в бетонной смеси для изготовления железобетонных конструкций и изделий должен соответствовать значениям, указанным в ,  и других нормативных документах на бетоны конкретных видов.

5.4.10 Подбор состава бетона с учетом воздействия среды эксплуатации рекомендуется выполнять в специализированных лабораториях научно-исследовательских институтов, университетов, других научно-исследовательских организаций в случаях, если:

1) заданные проектом сроки эксплуатации здания и сооружения существенно превышают 50 лет, а также, если здание или сооружение имеет повышенный уровень ответственности по ГОСТ Р 54257;

2) среда эксплуатации агрессивна, но характер агрессивности не ясен;

3) возможно повышение агрессивности среды в период эксплуатации здания или сооружения;

4) планируется массовое возведение однотипных конструкций;

5) для приготовления бетона используются новые материалы (цементы, заполнители, наполнители, добавки и т.п.).

5.4.11 Расчет железобетонных конструкций, подверженных воздействию агрессивных сред, следует выполнять с учетом категории требований к трещиностойкости и предельно допустимой ширины раскрытия трещин в бетоне, для газообразных и твердых агрессивных сред по таблице Ж.3, а для жидких агрессивных сред — по таблице Ж.4.

5.4.12 При реконструкции зданий и сооружений рекомендуется выполнять поверочный расчет конструкций с учетом коррозионного износа бетона и арматуры.

5.4.13 Арматурные стали по степени опасности коррозионного повреждения подразделяются на группы I-II. Группа III включает в себя неметаллическую композитную арматуру.

Группа I. Арматура для конструкций без предварительного напряжения горячекатаная, горячекатаная и термомеханически упрочненная, поставляемая в стержнях и мотках.

Группа II. Напрягаемая арматура в виде горячекатаных и термомеханически упрочненных стержней с нормированной стойкостью против коррозионного растрескивания, а также высокопрочная арматурная проволока и канаты из проволоки.

При армировании 7-проволочными прядями торцы конструкций должны быть заглушены или арматура должна иметь защитное покрытие.

Для армирования предварительно напряженных железобетонных конструкций, эксплуатируемых в агрессивных средах, предпочтительнее применять арматурные стали группы II и неметаллическую арматуру группы III.

В железобетонных конструкциях без предварительного напряжения, эксплуатируемых в среднеагрессивных и сильноагрессивных средах, допускается применение термомеханически упрочненной арматуры классов А400, А500, горячекатаной арматуры класса А500 и холоднодеформированной арматуры классов А500 и В500, выдерживающих испытания на стойкость против коррозионного растрескивания по ГОСТ 10884 и ГОСТ 31383 в течение не менее 40 ч. В агрессивных средах для армирования рекомендуется применять неметаллическую композитную арматуру, отвечающую требованиям нормативно-технической документации на нее.

5.4.14 Требования к толщине защитного слоя и проницаемости бетона при воздействии газообразных и твердых агрессивных сред следует устанавливать в соответствии с таблицами Ж.3 и Ж.5, при воздействии жидких сред — с таблицей Ж.4, а при воздействии жидких хлоридных сред — с таблицей Г.1.

5.4.15 Толщину защитного слоя тяжелого и легкого бетонов конструкций плоских плит, полок ребристых плит и полок стеновых панелей допускается принимать равной 15 мм для слабоагрессивной и среднеагрессивной степени воздействия газообразной среды и 20 мм — для сильноагрессивной степени, независимо от класса арматурных сталей. Для неметаллической композитной арматуры толщина защитного слоя назначается из условия обеспечения совместной работы арматуры с бетоном.

Толщину защитного слоя монолитных конструкций следует принимать на 5 мм более значений, указанных в таблицах Г.1, Ж.3, Ж.4, Ж.5.

Для предварительно напряженных железобетонных конструкций 2-й категории трещиностойкости ширину непродолжительного раскрытия трещин допускается увеличивать на 0,05 мм при повышении толщины защитного слоя на 10 мм.

5.4.16 Для конструкций 3-й категории трещиностойкости применение проволоки классов B-I и Вр-I диаметром менее 4 мм не допускается в конструкциях, предназначенных для эксплуатации в агрессивных средах.

5.4.17 Арматурные канаты для предварительно напряженных железобетонных конструкций следует изготавливать из проволоки диаметром не менее 2,5 мм в наружных и не менее 2,0 мм — во внутренних слоях каната.

5.4.18 Применение бетонных и железобетонных конструкций из легких бетонов в агрессивных средах допускается наравне с тяжелыми бетонами при соответствии их физико-технических характеристик соответствующим характеристикам тяжелых бетонов.

5.4.19 Несущие конструкции из легких бетонов на пористых заполнителях с водопоглощением свыше 14% объема для применения в агрессивных средах не допускаются.

5.4.20 Ограждающие конструкции из легких и ячеистых бетонов для производств с агрессивными газообразными и твердыми средами следует применять в соответствии с таблицей Л.1.

5.4.21 Железобетонные конструкции из армоцемента допускается применять в слабоагрессивной газообразной, жидкой и твердой средах при условии армирования оцинкованной арматурой или неметаллической композитной арматурой. В жидкой и твердой средах необходимо применять вторичную защиту поверхности армоцементных конструкций.

Техника противопожарной защиты | WBDG

Введение

Инженеры по пожарной безопасности используют науку и технологии для защиты людей и имущества от огня. При проектировании новых зданий или реконструкции существующих зданий инженеры противопожарной защиты разрабатывают план противопожарной защиты.

Техника противопожарной защиты претерпела значительные изменения за последние несколько столетий. Раннее применение противопожарной техники было предназначено для предотвращения пожаров, которые могли разрушить целые города.До начала 1900-х годов основной задачей инженерных систем противопожарной защиты было ограничить возгорание зданиями, в которых они возникли. По мере развития техники противопожарной защиты эта цель была усовершенствована, чтобы ограничить возгорание его объектом или местом происхождения.

Однако только во второй половине 20-го века техника противопожарной защиты достигла такой степени, что включала в себя фундаментальные принципы отдельной профессиональной дисциплины (Lucht, 1989).

Описание

А.Профессиональное определение

Противопожарная инженерия — это применение научных и инженерных принципов для защиты людей и окружающей среды от разрушительного пожара, которое включает:

  • Анализ пожарной опасности
  • Снижение ущерба от пожаров за счет правильного проектирования, строительства, обустройства и эксплуатации зданий
  • материалы, конструкции, производственные процессы и транспортные системы
  • проектирование, монтаж и обслуживание систем обнаружения и тушения пожара и связи, а
  • Пост / пожарное расследование и анализ.

Инженер по пожарной безопасности по образованию, образованию и опыту:

  • знаком с характером и характеристиками огня и связанных с ним продуктов горения
  • понимает, как возникают пожары, распространяются внутри и за пределами зданий / сооружений и могут быть обнаружены, контролироваться и / или потушены, а
  • может предвидеть поведение материалов, конструкций, машин, оборудования и процессов, связанных с защитой жизни и имущества от огня.

Для получения дополнительной информации о роли инженера по противопожарной защите в проектировании систем противопожарной защиты см. Позицию SFPE «Инженер и техник: проектирование систем противопожарной защиты » на сайте www.sfpe.org.

B. Профессиональная роль в проектировании «всего здания»

Инженеры по пожарной безопасности иллюстрируют концепцию «всего здания». Инженеры по противопожарной защите проектируют системы, которые, взятые по отдельности, могут считаться механическими (спринклеры, пожарные стояки, система контроля дыма), электрическими (пожарная сигнализация), архитектурными (проектирование средств выхода) или конструктивными (проектирование огнестойкости).

Разработанные инженерами противопожарной защиты, эти системы скоординированы в комплексную стратегию пожарной безопасности и безопасности жизни.

Целесообразно привлекать инженеров по противопожарной защите к проектированию на самых ранних этапах планирования, как правило, на стадии технико-экономического обоснования или разработки концепции. Преимущества привлечения инженера по противопожарной защите на этом этапе:

  • Большая гибкость конструкции
  • Инновации в дизайне, строительстве и материалах
  • Пожаробезопасность равная или лучше
  • Максимизация затрат / выгод

И наоборот, если инженер по противопожарной защите не привлекается к команде проекта до тех пор, пока проблемы не будут выявлены, могут возникнуть задержки, поскольку инженер по противопожарной защите проанализирует проблему и разработает решения.На этом этапе может быть снижена доступная гибкость дизайна и сопротивление изменениям со стороны членов команды из других дисциплин, если части дизайна проекта были завершены и решения утверждены. Это особенно верно в случаях, когда проблемы противопожарной защиты не обнаруживаются до тех пор, пока планы не будут представлены на утверждение регулирующим органам.

Кроме того, инженеры противопожарной защиты могут гарантировать, что меры безопасности, предусмотренные в здании, не уменьшают противопожарную безопасность жителей.Например, убедитесь, что контроль доступа в здание не затрудняет быстрый выход из здания в случае пожара или аналогичной чрезвычайной ситуации.

C. Стратегии достижения целей проектирования «всего здания»

Для большинства проектов инженерная противопожарная защита в основном осуществляется путем применения предписывающих кодексов и стандартов. Для широкой классификации помещений или пожарной опасности предписывающие нормы и стандарты определяют в очень конкретных терминах, как именно индивидуальные системы противопожарной защиты должны быть спроектированы, установлены, испытаны и обслуживаются.

Инструктивные кодексы и стандарты имеют то преимущество, что их легко применять и обеспечивать. Кроме того, здания, спроектированные в соответствии с предписывающими нормами и стандартами, хорошо защищают от пожаров. Однако они не приводят к одинаковому уровню безопасности или рентабельности. Рассмотрим, например, магазины, классифицируемые как коммерческие. Магазин, который продает поздравительные открытки, попадает под эту классификацию заполняемости, как и магазин, который продает спиртные напитки в бутылках. Хотя защита, которая потребуется в этих хранилищах, будет аналогичной, пожарная опасность, которую представляют эти хранилища, будет другой.

«Проектирование, основанное на характеристиках» — это инструмент, с помощью которого можно взглянуть на пожарную безопасность с точки зрения «всего здания». «Проектирование, основанное на характеристиках» — это инженерный подход к проектированию противопожарной защиты, основанный на (1) установленных целях и задачах пожарной безопасности, (2) анализе сценариев пожара и (3) количественной оценке проектных альтернатив в сравнении с целями и задачами пожарной безопасности. с использованием инженерных инструментов, методологий и критериев эффективности (SFPE, 2000).

При проектировании, основанном на характеристиках, определяются цели пожарной безопасности здания.Эти цели могут включать безопасность жизни, защиту собственности, непрерывность миссии и защиту окружающей среды. Эти цели впоследствии преобразуются в количественные показатели производительности здания посредством инженерного анализа и консультаций с заинтересованными сторонами, такими как владелец здания и должностные лица, обеспечивающие соблюдение норм. Далее устанавливаются сценарии возгорания. Сценарии пожара — это описания типов пожаров, от которых здание должно обеспечивать защиту.

Следующим шагом является выбор стратегии проектирования.Типы стратегий противопожарной защиты, которые используются в проектировании, основанном на характеристиках, не отличаются от тех, которые используются при применении предписывающих кодов, таких как обнаружение, подавление, выход или огнестойкость.

После разработки стратегий противопожарной защиты они оцениваются с помощью инженерных инструментов и моделей, чтобы определить, достигнуты ли цели пожарной безопасности для каждого из сценариев пожара.

Для большинства зданий все здание не будет проектироваться на основе эксплуатационных характеристик.Большая часть здания будет спроектирована с использованием предписывающих кодов, а для относительно простых зданий все здание, вероятно, будет спроектировано с использованием предписывающих кодов. Однако дизайн, основанный на характеристиках, предлагает возможности для достижения желаемой эстетики или функциональности в здании. Это также гарантирует, что огнестойкость всего здания будет рассматриваться как нечто большее, чем совокупность отдельных систем.

Исторически проектирование, основанное на характеристиках, практиковалось с использованием положений об «эквивалентности» или «альтернативных методах и материалах», содержащихся в большинстве нормативных кодексов.Эти пункты разрешают использование стратегий, отличных от указанных в кодексе, при условии, что они обеспечивают эквивалентный или более высокий уровень безопасности. За последние несколько лет были опубликованы нормативные документы и руководства по проектированию. См. Следующий раздел «Новые проблемы».

Проектирование на основе подхода «все здание» не требует, чтобы проектирование основывалось на характеристиках. Однако необходимо, чтобы проектирование систем, связанных с противопожарной защитой, было согласовано друг с другом и с другими системами здания, а также с общим проектом здания.

D. Связь со строительными системами и соответствующими правилами и стандартами

Инженеры противопожарной защиты обычно проектируют следующие типы систем:

  • Спринклеры пожарные
  • Трубы
  • Обнаружение пожара и сигнализация
  • Системы особых опасностей, такие как чистящие средства, водяной туман или CO²
  • Управление дымом

Кроме того, инженеры по противопожарной защите часто сотрудничают с другими профессионалами в области проектирования при проектировании следующих систем:

  • Конструктивная огнестойкость
  • Огнестойкая конструкция
  • Выходы

E.Взаимодействие с другими дисциплинами

Проектирование здания на основе подхода «все здание» требует, чтобы инженер по противопожарной защите координировал различные типы противопожарной защиты, разработанные в зданиях, включая:

  • Согласование зонирования спринклерной системы с зонированием системы пожарной сигнализации
  • согласование протока воды и тамперных выключателей спринклерной системы с системой пожарной сигнализации
  • Согласование системы пожарной сигнализации и эвакуации с охраной дома
  • Согласование систем дымоудаления с конструкциями систем обнаружения и отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
  • Согласование противопожарных мероприятий с архитектурными проектами
  • согласование проходок огнеупорных узлов с механическими и электрическими конструкциями (например,g., трубопроводы, воздуховоды и проходки проводки)
  • Согласование эвакуационных выходов с архитектурными проектами.

Возникающие проблемы

Конструкция, основанная на характеристиках, практикуется на протяжении десятилетий за счет использования положений об «эквивалентности» и «альтернативных методов и материалов», содержащихся в большинстве предписывающих кодексов. В этих случаях дизайн, основанный на производительности, применялся на специальной основе, при этом используемый подход был разработан между проектировщиком и должностным лицом по обеспечению соблюдения кодекса.

За последнее десятилетие дизайн, основанный на характеристиках, стал более формализованным. В США было опубликовано несколько кодов производительности, в том числе Международный код производительности и варианты, основанные на производительности, в рамках Кодекса строительства и безопасности зданий NFPA и Кодекса безопасности жизнедеятельности NFPA . Кроме того, Общество инженеров по противопожарной защите опубликовало несколько руководств, которые предоставляют информацию, предназначенную для облегчения проектирования, основанного на характеристиках, включая Техническое руководство SFPE по анализу противопожарной защиты на основе характеристик и проектированию зданий .

Конструкция, основанная на характеристиках, облегчает проектирование противопожарной защиты с точки зрения «всего здания», поскольку требует учета взаимодействия всех систем противопожарной защиты со зданием и его обитателями.

Кроме того, после 11 сентября повышенное внимание стало уделяться нескольким вопросам, таким как противопожарная защита конструкций и пути эвакуации из высотных зданий. Это внимание может привести к изменениям в дизайне зданий или к подтверждению текущих подходов.

Противопожарная защита регулируется рядом кодексов и стандартов. Наиболее часто используемые коды и стандарты включают:

  • Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA)
  • Международный кодовый совет

ASTM публикует несколько стандартов противопожарной защиты через свой комитет E-5.

Дополнительные ресурсы

WBDG

Задачи проектирования

Эстетика — задействуйте интегрированный процесс проектирования, безопасный / безопасный — план противопожарной защиты, безопасный / безопасный — обеспечение безопасности и здоровья людей

Профессиональные ассоциации

  • Общество инженеров противопожарной защиты (SFPE) — профессиональная ассоциация инженеров противопожарной защиты.Ассоциация выпускает публикации и образовательные программы по предметам, имеющим отношение к технике противопожарной защиты.

Организации

  • ASTM International — Через свой комитет E-5 ASTM International, официально известное как Американское общество испытаний и материалов, публикует ряд стандартов испытаний на огнестойкость, которые решают такие вопросы, как распространение пламени и огнестойкость конструкций.
  • Международный совет по кодам (ICC) — Миссия ICC заключается в предоставлении кодексов, стандартов, продуктов и услуг для всех, кто имеет отношение к безопасности и характеристикам застроенной среды.ICC публикует модельные коды, принятые на всей территории США. К ним относятся Международный строительный кодекс, Международный кодекс пожарной безопасности и Международный кодекс эффективности.
  • Национальная ассоциация противопожарной защиты (NFPA). Миссия NFPA состоит в том, чтобы снизить глобальное бремя пожаров и других опасностей для качества жизни путем предоставления и поддержки научно обоснованных кодексов и стандартов консенсуса, исследований, обучения и образования. Основанная в 1896 году, NFPA публикует 300 кодексов и стандартов, используя процесс разработки кодов, аккредитованный Американским национальным институтом стандартов (ANSI).
  • Национальный институт стандартов и технологий (NIST) — Лаборатория строительных и противопожарных исследований в NIST проводит исследования пожаров и разрабатывает модели пожаров. На веб-странице NIST есть ссылки на все недавние публикации NIST, связанные с пожарами, и бесплатные загрузки всех моделей пожаров, опубликованных NIST. Данные испытаний на огнестойкость также можно загрузить с сайта NIST.
  • Underwriters Laboratories (UL) — это организация, занимающаяся тестированием и сертификацией безопасности продукции. UL тестирует и сертифицирует ряд продуктов противопожарной защиты на соответствие стандартам огнестойкости.

Публикации и справочники

  • Справочник по противопожарной защите — предоставляет ценную информацию на основе их кодексов и стандартов, а также предоставляет информацию по некоторым основам противопожарной науки. Нормы и стандарты Национальной ассоциации противопожарной защиты содержат критерии, связанные с проектированием пожарной безопасности в зданиях.
  • Справочник по технике противопожарной защиты SFPE — это исчерпывающий справочник по пожарной науке, лежащий в основе техники противопожарной защиты.Справочник Handbook предоставляет информацию в областях фундаментальной науки и инженерных концепций, которые применяются в технике противопожарной защиты, динамике пожара, расчетах пожарной опасности, проектных расчетах и ​​анализе пожарных рисков.

Несколько других публикаций по технике противопожарной защиты доступны на сайте www.sfpe.org.

Инструменты проектирования и анализа

Доступно несколько компьютерных моделей, которые можно использовать для имитации пожаров.В первую очередь потому, что их можно получить бесплатно, чаще всего используются модели, опубликованные NIST. Однако также доступно несколько проприетарных моделей. Кроме того, доступны несколько инструментов для выполнения других типов расчетов противопожарной защиты. Наиболее широко используются программы гидравлического расчета спринклера. Также существует ряд программ для выполнения расчетов, связанных с проектированием других типов систем противопожарной защиты. Эти программы обычно проприетарные.

Полный список моделей пожаров доступен на сайте www.firemodelsurvey.com.

Обучение

  • Аспирантура
  • Дополнительное образование

В США последипломное образование в области инженерии противопожарной защиты можно получить в Университете Мэриленда и Политехническом институте Вустера. Хотя обе программы расположены на восточном побережье, обе также предлагают программы дистанционного обучения.

Двумя крупнейшими источниками непрерывного образования являются:

Дополнительные ресурсы

  • «Достигнув совершеннолетия», статья в журнале Journal of Fire Protection Engineering Люхта Д.1 (2), стр. 35-48. 1989.
  • Инженерное руководство — Анализ противопожарной защиты и проектирование зданий с учетом характеристик. Национальной ассоциации противопожарной защиты. Куинси, Массачусетс: SFPE, 2000.
  • 2007 Профиль инженера противопожарной защиты — исследование, проведенное Обществом инженеров пожарной безопасности.
.

ISO — 13.220.50 — Огнестойкость строительных материалов и элементов

ISO 834-1: 1999

Испытания на огнестойкость. Элементы конструкции здания. Часть 1. Общие требования.

90,93 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-1: 1999 / Amd 1: 2012

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 1: Общие требования — Поправка 1

60.60 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-1: 1999 / WD Amd 2

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 1: Общие требования — Поправка 2

20.00 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-2: 2019

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 2: Требования и рекомендации по измерению воздействия печи на испытательных образцах

60.60 ISO / TC 92 / SC 2

ISO / TR 834-2: 2009

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 2: Руководство по измерению равномерности воздействия печи на испытательных образцах

95.99 ISO / TC 92 / SC 2

ISO / TR 834-3: 1994

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 3: Комментарий к методам испытаний и применению данных испытаний

95.99 ISO / TC 92 / SC 2

ISO / TR 834-3: 2012

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 3: Комментарий к методу испытаний и руководство по применению результатов испытания на огнестойкость

60.60 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-4: 2000

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 4: Особые требования к несущим вертикальным разделяющим элементам

90.93 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-5: 2000

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 5: Особые требования к несущим горизонтальным разделяющим элементам

90.93 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-6: 2000

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 6: Особые требования к балкам

90,93 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-7: 2000

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 7: Особые требования к колоннам

90.93 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-8: 2002

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 8: Особые требования к ненесущим вертикальным разделительным элементам

90.93 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-8: 2002 / Cor 1: 2009

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 8: Особые требования к ненесущим вертикальным разделительным элементам — Техническое исправление 1

60.60 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-9: 2003

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 9: Особые требования к ненесущим элементам потолка

90.93 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-9: 2003 / Cor 1: 2009

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 9: Особые требования к ненесущим потолочным элементам — Техническое исправление 1

60.60 ISO / TC 92 / SC 2

ISO 834-10: 2014

Испытания на огнестойкость — Элементы конструкции здания — Часть 10: Особые требования для определения вклада применяемых огнезащитных материалов в конструкционные стальные элементы

90.93 ISO / TC 92 / SC 2
.

Противопожарные и стальные конструкции — SteelConstruction.info

За последние три десятилетия мы стали свидетелями значительного прогресса в понимании поведения стали в огне, и теперь можно с полным основанием утверждать, что о стали известно больше, чем о любом другом материале каркаса в огне. Строгое тестирование, как мелкое, так и крупномасштабное, привело к разработке методов моделирования и анализа, которые постоянно совершенствуются некоторыми ведущими университетами и исследовательскими центрами Великобритании. Они были приняты специализированными консалтинговыми компаниями, которые находятся на переднем крае своей способности предоставлять эффективные инженерные решения для пожаротушения в зданиях.Это сопровождалось развитием конкурентоспособной и эффективной отрасли противопожарной защиты, которая вложила огромные средства в исследования и разработки и поставляет эффективные материалы за небольшую часть затрат, которые были стоить одно или два десятилетия назад. Это можно сравнить с такими альтернативами, как железобетон, где правила пожарной безопасности основаны на испытаниях, проведенных более пятидесяти лет назад, и где более недавние испытания продемонстрировали значительные недостатки [1] .

[наверх] Строительные нормы и правила пожарной безопасности в зданиях

 

Основные статьи: Требования к огнестойкости конструкций

Обязательства, возлагаемые на тех, кто проектирует и строит здания, чтобы гарантировать их безопасность и здоровье, содержатся в Строительных правилах.Требования нормативных документов изложены в функциональном плане, то есть они определяют, что необходимо сделать, но не как этого можно достичь.

Например, Требование B3 (1) Строительных норм Англии гласит, что Здание должно быть спроектировано и построено таким образом, чтобы в случае пожара его устойчивость сохранялась в течение разумного периода . Эквивалентное требование (2.3) в Шотландских строительных правилах гласит, что Каждое здание должно быть спроектировано и построено таким образом, чтобы в случае возникновения пожара внутри здания несущая способность здания продолжала функционировать. до тех пор, пока все обитатели не сбежат или им не будет оказана помощь в побеге из здания и пока не будут приняты меры по локализации пожара .

Правительства различных регионов Великобритании публикуют документы, в которых даются рекомендации по средствам достижения соответствия. Что касается пожара, наиболее широко используемым из них является Утвержденный документ Англии B [2] . Среди различных правил пожарной безопасности в зданиях, содержащихся в этом документе, содержатся подробные сведения о требованиях к огнестойкости конструкций для выполнения вышеописанных обязательств по устойчивости конструкции. Например, офисное здание высотой более 30 метров требует огнестойкости в течение 120 минут плюс спринклерная система, обеспечивающая безопасность жизнедеятельности, а сборочное здание без орошения высотой от 18 до 30 метров требует 90 минут огнестойкости.До апреля 2014 года этот документ был передан Англии и Уэльсу, но в этом месяце был выпущен отдельный документ для Уэльса [3] . Различия между ними невелики, но необходимо знать, что они существуют.

В Шотландии эквивалентным документом является Scottish Technical Handbook 2 [4] , а в Северной Ирландии — Technical Booklet E [5] . Также действуют некоторые местные и строительные нормы.

Все документы Правительства предусматривают альтернативные решения с использованием подходов пожарной безопасности.Утвержденный документ B [2] гласит, что техника Пожарная безопасность может обеспечить альтернативный подход к пожарной безопасности. Это может быть единственный практический способ достижения удовлетворительной пожарной безопасности в некоторых больших и сложных зданиях и зданиях с различным использованием .

В последние годы, в результате обширных исследований природы пожара, его распространения и факторов риска при пожарах, Британский институт стандартов опубликовал BS 9999 [6] .Цель разработки документа — обеспечить более прозрачный и гибкий подход к пожаробезопасному проектированию за счет использования структурированного подхода к рискам. Во многих случаях использование BS 9999 [6] приведет к более экономичным решениям проблемы пожара, чем это возможно с использованием правительственных публикаций.

[вверх] Огнестойкость металлоконструкций

 
Большие и тяжелые секции нагреваются медленнее, чем меньшие и легкие секции, и поэтому обладают большей огнестойкостью.

Основные статьи: Испытания на огнестойкость, Проектирование с использованием строительных норм пожарной безопасности

Всем горячекатаным конструкционным стальным профилям присуща определенная огнестойкость, которая зависит от размера профиля, степени воздействия огня и нагрузки, которую он несет.Огнестойкость обычно измеряется в зависимости от способности структурной части выдержать стандартное испытание на огнестойкость, как указано в BS 476, части 20 [7] , ISO 834 [8] и BS EN1363-1 [9] . Это испытание проводится в утвержденной печи по стандартной кривой время-температура, которая одинакова для всех материалов и компонентов.

Прочность горячекатаной конструкционной стали снижается с температурой. После обширной серии стандартных испытаний на огнестойкость это снижение прочности было определено количественно.Недавние международные исследования также показали, что предельная температура (разрушение) элемента из конструкционной стали не является фиксированной, а изменяется в зависимости от двух факторов: профиля температуры и нагрузки.

Для небольших, полностью нагруженных горячекатаных профилей, открытых со всех четырех сторон, собственная огнестойкость без дополнительной защиты может составлять всего 12 минут. Для очень больших горячекатаных профилей, слабо нагруженных и с некоторой частичной защитой от бетонных плит перекрытия на верхнем фланце, это может достигать 50 минут.Если обогреваемый периметр дополнительно сокращается за счет метода строительства (например, системы неглубоких полов), может быть достигнута внутренняя огнестойкость до 60 минут.

  • Падение прочности горячекатаной конструкционной стали с температурой


Если внутренняя огнестойкость стали меньше той, которая необходима для соответствия требованиям структурной устойчивости здания, необходимо принять дополнительные меры предосторожности.Обычно это принимает форму применяемой противопожарной защиты, которая изолирует сталь от повышающихся температур. При использовании горячекатаных полых профилей существует возможность избежать применения противопожарной защиты за счет использования арматуры и бетонной заливки.

[вверх] Проектирование с использованием строительных норм пожарной безопасности

 

Основные статьи: Испытания на огнестойкость, Проектирование с использованием строительных норм пожарной безопасности, Строительная пожарная техника

Первый в мире код конструкции для стали в огне, BS5950 Part 8 [10] был опубликован в Великобритании в 1990 году и переработан в 2003 году.Он основан на обширных испытаниях, проведенных Tata Steel и Building Research Establishment (BRE), и объединяет в одном документе подробные сведения о многих методах достижения огнестойкости стальных конструкций. Хотя он основан на оценке характеристик конструкционных стальных элементов в стандартном испытании на огнестойкость, он также может использоваться в оценках пожарной инженерии, когда параметрические температуры возгорания определяются расчетным путем.

BS5950 Часть 8 [10] также включает проектную информацию и руководство по проектированию портальных рам, полых профилей в условиях пожара, наружных стальных конструкций, композитных плит и расчета толщин противопожарной защиты на основе предельных температур (разрушения).Предпосылки к стандартным и отработанным примерам (до версии 1990 г.) приведены в SCI P080.

В настоящее время опубликованы следующие Еврокоды, описывающие правила противопожарного проектирования зданий с использованием металлоконструкций:


Еврокоды пожарной безопасности более подробны, чем BS5950, часть 8 [10] . Доступен более высокий уровень детализации свойств материалов, и, помимо решения большинства вопросов, охватываемых BS5950 Часть 8 [10] , объединенный набор пожарных Еврокодов также вводит концепцию зависимости времени от температуры для различных типов. пожаров, в том числе параметрических пожаров.Это пожары, характерные для условий в рассматриваемом здании. Предусмотрено три уровня расчета: табличный; простой и продвинутый.

Табличные методы используются для прямого проектирования, когда известны определенные параметры, относящиеся к нагрузке, геометрии и армированию. Обычно считается, что простые методы подходят для ручных вычислений, хотя они часто довольно сложны (как правило, намного сложнее, чем в BS5950 Part 8 [10] ) и часто могут требовать разработки электронных таблиц или специальных программ.Расширенные расчетные модели подходят только для компьютерного анализа, но не для общего проектирования.

Дизайн Еврокоды обычно сопровождаются национальными приложениями, которые содержат инструкции по значениям для определенных национальных параметров, а также по элементам стандартов, которые не применяются в Великобритании. При этом признается ответственность регулирующих органов в каждом государстве-члене ЕС за определение собственных требуемых уровней безопасности. Национальное приложение может также содержать руководство по применению информационных приложений в Еврокодах и ссылки на непротиворечивую дополнительную информацию (NCCI), чтобы помочь пользователю применять правила проектирования в Еврокодах.Общие сведения о Еврокодах приведены в SCI P375.

[вверх] Противопожарные стальные конструкции

Основные статьи: Противопожарные стальные конструкции

Пассивные противопожарные материалы изолируют стальные конструкции от воздействия высоких температур, которые могут возникнуть при пожаре. Их можно разделить на два типа: нереактивные, из которых наиболее распространены плиты и спреи, и реактивные, лучшим примером которых являются тонкопленочные вспучивающиеся покрытия.Тонкопленочные вспучивающиеся покрытия, в свою очередь, можно наносить как на месте, так и за его пределами. Великобритании повезло иметь эффективную и конкурентоспособную отрасль конструкционной противопожарной защиты, которая обеспечивает отличное качество по низкой цене.

Тонкопленочные вспучивающиеся покрытия представляют собой вещества, подобные краске, которые инертны при низких температурах, но обеспечивают изоляцию путем набухания, образуя обугленный слой материала с низкой проводимостью при нагревании. Этот уголь — отличный изолятор. Тонкопленочные вспучивающиеся покрытия в настоящее время доминируют на рынке пассивной структурной противопожарной защиты в Великобритании.

Тонкопленочные вспучивающиеся покрытия могут иметь эстетическую или неэстетичную отделку. Разница в стоимости может быть значительной, и необходимо следить за тем, чтобы спецификация соответствовала визуальным требованиям.

Доски также являются популярным типом противопожарной защиты в Великобритании. Они широко используются как там, где система защиты находится на виду и требуется эстетичный вид, так и там, где она скрыта. Доски можно разделить на два семейства.Те, которые подходят для декоративной отделки, обычно довольно тяжелые и более дорогие, чем неэстетичные, более легкие материалы.

Популярность систем защиты от спреев снизилась за последнее десятилетие, несмотря на то, что они являются одной из самых дешевых форм противопожарной защиты с точки зрения затрат на применение. В основном это происходит из-за проблем с избыточным распылением и воздействия на программу строительства.

Гибкие или сплошные системы противопожарной защиты были разработаны и заполняют нишу, где сложные формы требуют защиты, но где предпочтительна сухая торговля.

Бетонная оболочка может также использоваться в качестве противопожарной защиты для стальных конструкций. В настоящее время этот метод занимает лишь небольшой процент на рынке противопожарной защиты, при этом иногда используются другие традиционные методы, такие как заполнение блочной кладкой.

[вверх] Спецификация конструкционной противопожарной защиты

 
 
Желтая книга ASFP [14]

Основные статьи: Противопожарные стальные конструкции, Расчет коэффициентов сечения

В рекомендациях производителей противопожарной защиты по использованию и применению их продуктов толщина противопожарной защиты обычно соотносится с коэффициентом сечения и требуемым временем огнестойкости.Коэффициент сечения определяется как площадь поверхности элемента на единицу длины (A м ), деленная на объем на единицу длины (V). Он измеряется в единицах м -1 . Ранее он рассчитывался как разделение обогреваемого периметра на площадь поперечного сечения (H p / A), что аналогично для однородных поперечных сечений. H p / A все еще иногда используется и, возможно, объясняет концепцию более эффективно, чем A m / V.

Коэффициенты сечения для ряда стандартных конструктивных и противопожарных мер для горячекатаных открытых профилей можно найти в Синей книге.Его также можно найти в документе, опубликованном Ассоциацией специалистов по противопожарной защите (ASFP) [14] (Желтая книга), который, кроме того, содержит информацию о коэффициентах сечения для горячекатаных трубчатых профилей.

ASFP содержит подробные инструкции для спецификаций, производителей, подрядчиков и правоохранительных органов, а также всех, кто заинтересован или несет ответственность за обеспечение надлежащей структурной противопожарной защиты в зданиях со стальным каркасом. Они выпускаются в виде консультативных записок и технических руководящих документов.

[вверх] Полые профили в огне

Основные статьи: Полые профили в огне

 

Армированный полый профиль прибывает на площадку

Горячекатаные прямоугольные и круглые полые конструкционные профили предоставляют архитекторам и инженерам эстетически привлекательные и надежные решения при проектировании конструкций. Они могут достичь постоянных внешних размеров для всех масс данного размера, что позволяет им достичь стандартизации архитектурных и конструктивных деталей по всей высоте здания.Единообразие формы и свойств означает, что они более эффективны в определенных расчетных условиях, чем открытые секции.

Огнестойкость в конструкционных полых профилях может быть достигнута за счет использования внешней противопожарной защиты, обычно тонкопленочных вспучивающихся покрытий, либо путем заполнения бетона армированием, либо путем заполнения бетоном в сочетании с внешней противопожарной защитой. Заполняя полые секции бетоном, получается композитная секция, которая увеличивает ее несущую способность при комнатной температуре, сохраняя при этом все преимущества базовой незаполненной секции.В качестве альтернативы, для той же исходной грузоподъемности, он позволяет использовать меньшие композитные секции. Любое уменьшение размера секции также дает преимущества в последующих процессах строительства, включая уменьшенную площадь поверхности для окраски и меньшую площадь основания (и увеличенную арендуемую площадь). Заполненные пустотелые секции должны содержать арматуру в смеси, чтобы минимизировать размеры колонны и выдерживать требуемые расчетные нагрузки по предельному состоянию пламени в течение периодов огнестойкости 60 минут или более.

Имеется руководство по проектированию и программное обеспечение (Firesoft) для проектирования железобетонных полых профилей в условиях пожара. Программное обеспечение основано на Европейском кодексе композитных конструкций для условий окружающей среды, EN 1994-1-1 [15] , основное различие между конструкциями для окружающей среды и противопожарными конструкциями заключается в изменении механических свойств при повышенных температурах для условий пожара.

[вверх] Пожар настила из композитной стали

 

SCI P056

Основные статьи: Композитные стальные настилы в огне, Огнезащитные стальные конструкции

Композитный стальной настилный настил спроектирован изгибающимся в виде ряда пролетов с простой опорой или сплошной плиты.Прочность пола при пожаре обеспечивается включением арматуры из сетки (ткани) или волокна.

Арматурная сетка может быть такой же, как в обычном исполнении при комнатной температуре; возможно, нет необходимости добавлять больше только из-за пожара. Обычно не требуется противопожарная защита открытого потолка стального настила.

Два метода доступны для проектирования композитных стальных настилов перекрытий, разработанных в соответствии с BS 5950 Часть 4 [16] на пожар при использовании армирования сеткой.Оба описаны в публикации SCI, P056. Это пожарная техника и упрощенный метод. Большинство производителей настилов предоставляют подробные данные о деталях плит для заданных периодов огнестойкости. Обычно они основаны на упрощенном методе, хотя иногда используется метод пожарной инженерии (обычно это означает наличие в плите нижних арматурных стержней). BS EN 1994-1-2 [13] также содержит упрощенный метод расчета расчетного момента сопротивления композитных стальных плит перекрытия настила с сеткой армирования.Следует отметить, что приложение D, модель для расчета огнестойкости незащищенных композитных плит, подвергшихся воздействию огня под плитой в соответствии со стандартной кривой температура-время, не применяется в Великобритании.

Исследований показали, что заполнение пустот между приподнятыми частями профиля палубы и верхним фланцем отбортовкой пучка в составной конструкции не всегда необходимо. Верхняя полка композитной балки настолько близка к нейтральной оси пластика, что вносит небольшой вклад в прочность элемента на изгиб в целом.Таким образом, температура верхнего фланца часто может увеличиваться с соответствующим уменьшением его прочности, без значительного отрицательного воздействия на производительность композитной системы. Подробная информация о том, когда заполнять пустоты, широко доступна. Они приведены в SCI P056, а также в Желтой книге [14] .

[вверх] Внешние стальные конструкции в огне

 

Здание DSS в Ньюкасле. Незащищенная внешняя сталь

Основные статьи: Строительная пожарная техника

Современные здания со стальным каркасом иногда строятся со структурным каркасом снаружи фасада.Поскольку в случае пожара внешняя структурная рама будет нагреваться только пламенем, исходящим из окон или других отверстий в фасаде здания, пожар, который испытывает внешняя стальная конструкция, может быть менее сильным, чем огонь, которому подвергается сталь внутри здания. выставлен.

Можно сконструировать элементы рамы так, чтобы они оставались незащищенными или имели пониженную защиту, если они расположены так, что они не будут охвачены пламенем и горячими газами, выходящими из отверстий фасада.Оценка может проводиться в соответствии с SCI P009. Здесь описывается процесс расчета, связанный с определением температур, достигаемых внешней сталью, подверженной возгоранию в соседнем отсеке. Он включает в себя расчет: скорости пламени; высота пламени над окном; горизонтальная проекция пламени; эффективная температура пламени; излучательная способность пламени; коэффициент конфигурации пламени по отношению к стали; эффективная температура возгорания; коэффициент конфигурации отверстий по отношению к стали; и скорость горения в отсеке.

BS EN 1993-1-2 [12] Приложение B также содержит метод расчета размера и температуры пламени от отверстий, а также параметров излучения и конвекции для расчетов теплопередачи.

Там, где внешняя сталь не является эстетичной и / или требует устойчивости к повреждениям и истиранию, бетонная оболочка все еще иногда используется как форма защиты от огня. Также можно использовать некоторые материалы для защиты от брызг, а некоторые могут быть подходящими для ситуаций, когда угроза исходит от углеводородных пожаров.

Наиболее распространенной формой противопожарной защиты, используемой для наружной стали, являются тонкопленочные вспучивающиеся покрытия. Для этого типа применения доступно ограниченное количество продуктов, и следует понимать, что будет установлен предел времени, в течение которого производители будут гарантировать характеристики своих материалов. Всегда следует проявлять осторожность, чтобы обеспечить соблюдение технических требований производителя к применению, чтобы гарантия работоспособности оставалась действительной.

Кроме того, толстопленочные вспучивающиеся эпоксидные материалы используются для огнезащиты наружной стали.Пример использования доступен здесь. Они также доступны в виде сборных железобетонных изделий.

Пример инженерного решения для наружной стали при пожаре доступен по ссылке здесь

[вверх] Пожар на автостоянках

 

Незащищенная сталь на типичной открытой автостоянке

Основные статьи: Пожар на автостоянках, Расчет коэффициентов сечения

С точки зрения противопожарной безопасности автостоянки можно разделить на открытые и прочие.Открытые автостоянки можно рассматривать как частный случай внешних стальных конструкций. По всей территории Соединенного Королевства власти признают, что существует низкий риск распространения огня и широкие возможности для рассеивания дыма и горячих газов на открытых автостоянках при соблюдении определенных критериев вентиляции. Следовательно, требования к огнестойкости низкие, и стальная рама обычно не защищена, если соблюдаются определенные требования к коэффициенту сечения.

Требования огнестойкости для других парковок обычно соответствуют требованиям к коммерческим зданиям такой же высоты.

[вверх] Пожар одноэтажных домов

Основные статьи: Одноэтажные дома в пограничных условиях пожара

 
Сторона здания, которая не должна обрушиться в результате пожара, останется устойчивой, если она защищена и спроектирована для фиксации основания.
 

SCI P313: Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях пожара

В Великобритании несущие конструкции в одноэтажных зданиях обычно не требуют противопожарной защиты.Утвержденный документ B [2] , раздел 7.3, исключает из определения элементов конструкции ту конструкцию, которая поддерживает только крышу. Это связано с тем, что положения Строительных норм существуют в основном для целей безопасности жизни, а пожары в одноэтажных зданиях обычно не рассматриваются как представляющие значительную угрозу в этом отношении.

Могут возникать исключения, и, безусловно, наиболее распространенный сценарий, при котором требуется противопожарная защита в одноэтажных небытовых зданиях, — это когда существует граничное условие (т.е. там, где существует опасность распространения огня на прилегающие здания в случае обрушения стены в результате пожара).

Если одноэтажное здание находится в граничном состоянии, широко распространено мнение, что противопожарная защита необходима только для поврежденной стены и ее опорных стоек. Стропила и другие стены можно оставить незащищенными, но основание стойки должно быть спроектировано таким образом, чтобы выдерживать опрокидывающие моменты и силы, вызванные обрушением незащищенных частей здания при пожаре.Метод расчета, используемый для получения горизонтальных сил и моментов, создаваемых обрушением стропил, приведен в SCI P313; на это есть ссылки в Разделе 13.16 Утвержденного Документа B [2] и Разделе 2.D.2 Шотландского Технического Справочника 2 [4] .

[наверх] Активная противопожарная защита

 

Спринклер с активированной взрывающейся головкой

Основные статьи: Спринклеры в Великобритании коды пожарной безопасности

Спринклеры

предназначены для автоматического тушения небольших возгораний при возгорании или вскоре после него или для сдерживания возгорания до прибытия пожарной службы.В Англии утвержденный документ B [2] требует, чтобы почти во всех зданиях высотой более 30 метров была установлена ​​утвержденная спринклерная система, обеспечивающая безопасность жизни. Уменьшение требуемой огнестойкости на 30 минут может применяться ко многим типам помещений высотой менее 30 метров, если установлена ​​спринклерная система, обеспечивающая безопасность жизни, и также возможны другие компромиссы. Технический буклет E [5] решает проблему аналогичным образом.

В особом случае крупных торговых комплексов Утвержденный документ B [2] требует, чтобы положения BS 9999 [6] соблюдались в отношении противопожарной безопасности, и это обычно означает, что спринклерная система безопасности жизни устанавливается для любого крытый торговый комплекс.

В Шотландском техническом справочнике 2 [4] спринклеры не являются обязательными в большинстве зданий, за следующими исключениями: закрытые торговые центры; жилые дома; высотные жилые дома; закрытые жилые комплексы и школьные здания. BS 9999 [6] также допускает компромисс для спринклеров. В целом, они более привлекательны, чем те, которые предлагаются в Утвержденном документе B [2] , и могут влиять на такие вопросы, как огнестойкость конструкции, максимальное расстояние перемещения и минимальная ширина двери.

[вверх] Строительная пожарная техника

 
Институт инженеров-строителей. Руководство по передовым технологиям пожарной безопасности сооружений [17]

Основные статьи: Строительная пожарная техника

Рост инноваций в проектировании, строительстве и использовании современных зданий создал ситуацию, когда иногда трудно удовлетворить функциональные требования Строительных норм, используя только положения, приведенные в Утвержденном документе B [2] , Шотландия Технический справочник 2 [4] и Технический буклет E [5] .Признание этого, а также повышение уровня знаний о том, как реальные здания реагируют на огонь и как ведут себя настоящие пожары, побудили многие органы власти признать, что улучшения пожарной безопасности теперь могут быть возможны во многих случаях путем принятия аналитических или инженерных подходов. Это было поддержано обширной и интенсивной программой исследований и разработок во всем мире. Таким образом, Утвержденный Документ B [2] гласит: Техника пожарной безопасности может предоставить альтернативный подход к пожарной безопасности.Это может быть единственный практический способ достичь удовлетворительного уровня безопасности в некоторых больших и сложных зданиях и в зданиях, предназначенных для различных целей.

Технику пожарной безопасности можно рассматривать как интегрированный комплекс мер, направленных на получение максимальной выгоды от имеющихся методов предотвращения, контроля или ограничения последствий пожара. Институт инженеров-строителей говорит о строительной пожарной технике: Путем принятия основанного на производительности подхода к структурной пожарной инженерии….можно достичь более экономичного проектирования и построить более инновационные и сложные здания [17] .

Переход от предписывающих требований к функциональным требованиям в Строительных правилах в Соединенном Королевстве дал огромный толчок развитию пожарной техники, и теперь эта страна может претендовать на многие ведущие мировые консультанты в этой области. Как следствие, большинство высоких и сложных зданий теперь получают выгоду от инженерного подхода к пожаротушению, а не полагаются на предписывающие положения Утвержденного документа B [2] или аналогичного.Это оказалось полезным для строительной отрасли в целом, но особенно для сектора стальных конструкций, который провел большую часть исследований и чьи конструкции, следовательно, предлагают наибольший потенциал для улучшенных решений с использованием пожарной техники.

[вверх] Конструкционная сталь после пожара

 

Падение прочности горячекатаной конструкционной стали при температуре

 

Этот документ остается одним из окончательных источников информации о восстановлении зданий со стальным каркасом после пожара

Основные статьи: Проектирование с использованием строительных норм пожарной безопасности, Оценка огнестойкости горячекатаных стальных конструкций

Пожар затронет конструкционную сталь, и после тушения пожара необходимо оценить степень воздействия.Во многих случаях стальные конструкции, пораженные огнем, демонстрируют незначительные искажения или вредные эффекты или совсем не проявляют их, и это приводит к неопределенности относительно того, как они были затронуты. Это особенно верно в ситуациях, когда пожар привел к тому, что некоторые части конструкции демонстрируют незначительные повреждения или вообще не имеют повреждений, а также участки, где отчетливо видны значительные повреждения и деформации.

Все материалы слабеют с повышением температуры, и сталь не исключение. Обычно считается, что потеря прочности стали начинается при температуре около 300 ° C и быстро увеличивается после 400 ° C.К 550 ° C наиболее распространенные марки (S275 и S355) горячекатаной конструкционной стали сохраняют около 60% предела текучести при комнатной температуре. Обычно это считается температурой разрушения конструкционной стали. Однако на практике это очень консервативное предположение. Изменения в профилях нагрузки и температуры, ограничивающее действие соединений и т. Д. Означают, что реальные температуры отказа могут быть намного выше.

Конструкционные стали, нагретые до температуры выше 600 ° C, теряют некоторые свои свойства при охлаждении.Степень этих потерь зависит от марки стали, причем больше всего страдают самые высокие марки. Существуют тесты, чтобы проверить, имела ли место такая потеря свойств.

Пожары также могут вызвать деформацию и податливость болтов и соединений из-за теплового расширения и сжатия. Всегда следует проводить проверки, чтобы определить, не привело ли это к растрескиванию сварного шва, срезанию болтов и т. Д.

Подробная информация о восстановлении стальных конструкций после пожара доступна в публикации «Восстановление поврежденных пожаром железных и стальных каркасных конструкций».

[вверх] Список литературы

  1. ↑ Железобетонные конструкции при пожаре: обзор действующих правил. Келли, Ф. и Пуркисс, Дж. Инженер-строитель, 7 октября 2008 г.
  2. 2,00 2,01 2,02 2,03 2,04 2,05 2,06 2,07 2,08 2,09 2,10 другое чем жилища), издание 2019 г.Правительство Ее Величества, авторское право короны
  3. 3,0 3,1 Утвержденный Документ B, Том 2 — Здания, кроме жилых домов, Пожарная безопасность, издание 2006 г., включающее поправки 2010, 2013 и 2016 гг., Правительство Уэльса
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 Технический справочник строительных стандартов — Нежилые постройки 2017, Раздел 2 — Пожарная безопасность, Правительство Шотландии
  5. 5,0 5,1 5,2 5.3 Технический буклет E, Пожарная безопасность, Строительные нормы (Северная Ирландия) 2012, Департамент финансов и персонала правительства Северной Ирландии, 2012 г.
  6. 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 BS 9999: 2017, Пожарная безопасность при проектировании, управлении и использовании зданий — Свод практических правил. BSI
  7. ↑ BS 476-20: 1987, Огнестойкие испытания строительных материалов и конструкций. Метод определения огнестойкости элементов конструкции (общие принципы).BSI
  8. ↑ ISO 834-1: 1999, Испытания на огнестойкость — Элементы строительных конструкций. Общие требования. Международная организация по стандартизации
  9. ↑ BS EN1363-1: 2020, Испытания на огнестойкость. Общие требования . BSI
  10. 10,0 10,1 10,2 10,3 10,4 BS 5950-8: 2003, Использование стальных конструкций в зданиях. Свод правил огнестойкой конструкции. BSI
  11. ↑ BS EN 1991-1-2: 2002, Воздействия на конструкции.Общие действия — Воздействие на конструкции, подвергшиеся возгоранию. BSI
  12. 12,0 12,1 BS EN 1993-1-2: 2005, Проектирование стальных конструкций. Общие правила — конструктивное противопожарное проектирование. BSI
  13. 13,0 13,1 BS EN 1994-1-2: 2005 + A1: 2014, Проектирование композитных стальных и бетонных конструкций. Основные правила. Конструктивное противопожарное проектирование. BSI
  14. 14,0 14,1 14,2 Огнезащита стальных конструкций в зданиях.5-е издание. Ассоциация специалистов противопожарной защиты
  15. ↑ BS EN 1994-1-1: 2004. Проектирование композитных стальных и бетонных конструкций. Общие правила и правила для корпусов BSI
  16. ↑ BS 5950-4: 1994, Использование стальных конструкций в строительстве. Свод правил проектирования композитных плит с профилированным стальным листом, BSI
  17. 17.0 17.1 Пособие по усовершенствованному проектированию пожарной безопасности сооружений. Институт инженеров-строителей, 2007 г.

[вверх] Ресурсы

  • Стальная конструкция — Дополнение к противопожарной защите, 2013 г.
  • SCI P056 Огнестойкость композитных полов со стальным настилом, 2-е изд.
  • SCI P080 Огнестойкий расчет стальных конструкций — Справочник по BS 5950 Часть 8, 1990
  • SCI P113 Строительная противопожарная инженерия: расследование пожара Бродгейта на этапе 8
  • SCI P124. Огнестойкость стальных колонн, заполненных стенкой, 1992 г.
  • SCI P126 Огнестойкость полочных угловых балок перекрытия согласно BS5950 Часть 8, 1993
  • SCI P313, Одноэтажные здания со стальным каркасом в условиях противопожарной защиты
  • SCI P363 Проектирование стальных зданий: проектные данные, 2013 г.
    Также доступна интерактивная веб-версия «Синей книги».
  • SCI P375 Расчет огнестойкости зданий со стальным каркасом
  • SCI P009 Пожарная безопасность неизолированной наружной конструкционной стали
  • Восстановление поврежденных огнем железных и стальных каркасных конструкций
  • NCCI: PN006a-GB Расчет железобетонных полых профилей из конструкционной стали с горячей обработкой в ​​условиях пожара
  • Пример расчета критических температур для балок и колонн в двухэтажном доме
  • Пример расчета критических температур для балок и колонн в семиэтажном здании


Инструменты для расчета пожарных элементов:

[вверху] См. Также

[вверх] Внешние ссылки

.

Основы пассивной противопожарной защиты

Это то, из-за чего вы теряете сон и надеетесь, что никогда не случится: пожар, грохочущий в вашем здании. В то время как каждый специалист по обслуживанию будет делать все от него зависящее, чтобы предотвратить возникновение пожара, следующим шагом будет знание того, как минимизировать его распространение.

Большинство людей знакомы с основами пожаротушения (спринклеры, огнетушители и т. Д.), Но пассивная противопожарная защита, которая фактически сдерживает пожар в месте его возникновения, может быть невидимой и почти забытой — до того дня, когда вы действительно цените и полагайтесь на это.

Пассивная противопожарная защита (PFP), несмотря на свое название, всегда в работе.

Пассивная противопожарная защита вашего здания, основанная на разделении огня и предотвращении обрушения за счет огнестойкости конструкции, при правильной установке и обслуживании может спасти жизни и имущество, а также само здание.


На этой схеме показаны пути распространения огня через неправильно загерметизированные проходы в стене. ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНЫ IFC

Зоны пассивной противопожарной защиты

По словам Криса Еленевича, менеджера инженерных программ в Bethesda, Обществе инженеров пожарной защиты (SFPE), базирующемся в штате Мэриленд, существует четыре основных области пассивной противопожарной защиты.

1. Конструкционная противопожарная защита

Конструкционная противопожарная защита защищает важные структурные компоненты (такие как конструкционная сталь и соединительные системы) от воздействия огня.

Это достигается с помощью огнезащитного материала (тонкопленочные вспучивающиеся вещества, эндотермические материалы, такие как гипсовые штукатурки и цементные продукты, обертки и изоляция из минеральной ваты, огнезащитная облицовка) или создание конструкции из бетонных изделий.

«Если конструктивная противопожарная защита спроектирована и применена должным образом, — говорит Еленевич, — структурная целостность здания должна сохраняться при воздействии огня».

2. Отделение

Противопожарные барьеры, брандмауэры, противопожарные перегородки и дымовые барьеры входят в состав отсеков.

Противопожарные преграды включают огнестойкие стены, полы и потолки (часто сделанные из бетона, комбинированной древесины, гипса или кирпичной кладки). Эти барьеры используются для ограничения распространения огня в здании и обеспечения безопасного выхода.Стены простираются от огнестойкого пола до огнестойкого потолка выше и переходят в скрытые пространства для полной защиты.

Билл МакХью, исполнительный директор Firestop Contractors Intl. Association (FCIA) также объединяет межсетевые экраны со структурной защитой. «Эти стены конструктивно устойчивы, поэтому даже в случае обрушения здания с обеих сторон стены стена останется стоять», — говорит он.

Джон П. Синиси, председатель комитета по образованию в Кливлендском международном университете.Противопожарный совет отмечает важность надлежащего ухода за противопожарными преградами. «Расчетные стены и полы защищают пути эвакуации от огня и миграции дыма», — говорит он, добавляя, что окно времени эвакуации увеличивается до максимума, когда барьеры эффективно сдерживают пожар.

3. Защита от открывания

Противопожарные двери и окна устанавливаются в проем противопожарной преграды для сохранения ее огнестойкости. МакХью объясняет: «Двери, строительное оборудование и рамы работают вместе, образуя эффективный противопожарный и дымовой барьер.”

Огнестойкое остекление / стекло и обрамление испытываются как единая сборка, обеспечивающая защиту противопожарного барьера. Кроме того, противопожарные и дымовые заслонки (часто используемые в системах воздуховодов) считаются «защитой от открывания» и завершают противопожарный барьер, когда воздуховоды проникают в огнестойкие и / или дымонепроницаемые сборки.

4. Противопожарные материалы

Эти материалы используются для ограничения распространения огня через проходы в противопожарной преграде. «Нередко можно увидеть, как противопожарный барьер прорывается во время незначительной перестройки здания, и тогда проникающий элемент не защищен противопожарным устройством», — говорит Еленевич.Электрики, сантехники, инженеры связи и т. Д. Могут оставлять скрытые дыры в барьерах при выполнении своих услуг.

Стефан Джули — директор химического подразделения в Талсе, штат Оклахома, Hilti Inc., член IFC и FCIA. Он говорит, что проникновение через мембрану проблематично, потому что «если у вас пожар, и дым попадает в загонную стену, дым может легко подняться вверх и фактически распространиться по зданию».

Если проход не герметизирован должным образом и не защищен соответствующей противопожарной системой, противопожарный барьер становится менее эффективным, и огонь распространяется за пределы отсека происхождения.

Другие области PFP, заслуживающие упоминания, включают покрытие кабеля (нанесение антипиренов на провода и кабель), соединительные системы (которые включают изменения направления между противопожарными элементами и пространствами, окруженными этими элементами) и противопожарные барьеры по периметру ( которые касаются периметра пола и внешней навесной стены).

Хотя пассивная противопожарная защита может успешно предотвратить распространение огня, важно отметить, что большинство профессионалов рекомендуют резервирование в противопожарной защите.

Связано: Ваша система пожарной безопасности может дать сбой

Другими словами, система пожаротушения, системы сигнализации и обнаружения, а также обучение жильцов в сочетании с пассивными системами противопожарной защиты представляют собой более безопасный и сбалансированный подход к защите вашего здания и людей внутри.


Убедитесь, что выбранная вами противопожарная сборка подходит для проходки. ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНЫ WIREMOLD / LEGRAND

Коды и испытания / сертификация
Потенциально сложным аспектом PFP является набор кодексов и правил, касающихся каждого компонента системы противопожарной защиты.Очень важно понимать, что конкретный продукт (например, окно) не имеет огнестойкости сам по себе — он оценивается только тогда, когда он правильно установлен и используется в огнестойком узле или испытанной системе.

МакХью отмечает, что, если у вас нет строительной документации на здание, узнать, что требуется (и где), не составит труда. «В строительной документации [указаны] стены с классом огнестойкости», — говорит он, добавляя, что чертежи по безопасности, включенные в строительную документацию, ясно показывают, где вам нужны огнестойкие компоненты.

В соответствии с Национальной ассоциацией противопожарной защиты (NFPA) и Intl. Требования кодекса Совета по кодексу — это вопрос соблюдения этих документов по безопасности жизни, чтобы убедиться, что вы соблюдаете их, а затем поддерживать эти пожарные отсеки.

Продукты в системах PFP протестированы и сертифицированы в соответствии со стандартами, написанными аккредитованными организациями (включая West Conshohocken, ASTM Intl., Штат Пенсильвания, и Northbrook, Underwriters Laboratories Inc., штат Иллинойс).

Системы

классифицируются по получасу или часу (рейтинг «F»), по температуре (рейтинг «T») и по проникновению дыма (рейтинг «L»).Некоторые системы даже имеют рейтинг «W», который указывает на способность временно противостоять утечке воды до пожара.


ОБЩИЕ ПРИМЕРЫ ПАССИВНОЙ ПОЖАРНОЙ ЗАЩИТЫ. ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНЫ SPECIFIED TECHNOLOGIES INC.

Обслуживание PFP

Наряду со знанием кодов и рейтингов, связанных с каждой системой PFP в вашем здании, также важно постоянное и тщательное техническое обслуживание. «Владельцы зданий и менеджеры объектов являются важными участниками программы противопожарной защиты здания», — говорит Еленевич.

«Таким образом, они должны играть важную роль на каждом этапе модификации здания, чтобы гарантировать безопасность жизни, — продолжает он. — Это включает в себя планирование, проектирование, строительство и обслуживание здания».

Если часть вашего здания будет отремонтирована или смонтирована, или если будут добавлены новые системы связи, велика вероятность того, что в противопожарные преграды были пробиты.

«Качество изготовления, нестандартные размеры отверстий, отсутствие герметика, залитые шпаклевками отверстия в трубах и состояние верхней части стены — все это может быть признаком того, что противопожарная защита не решена», — говорит Синиси, добавляя, что существующая конструкция всегда представляет собой уникальную проблему.

«В конструкциях с установками старше 10 лет редко устанавливаются противопожарные средства, и они содержат незащищенные проходы. Смешанный набор подрядчиков, специалистов по обслуживанию и монтажников, работающих в вашем здании, нуждается в обучении, контроле и привлечении к ответственности », — говорит он.

Если вы не уверены, как изменение здания повлияет на ваши системы PFP, не стесняйтесь обращаться за помощью к профессионалам. «При проведении модификаций здания — даже самых простых — убедитесь, что модификации не влияют на целостность существующей противопожарной защиты», — говорит Еленевич.«В случае сомнений, — добавляет он, — проконсультируйтесь со своим инженером по противопожарной защите».

МакХью выступает за постоянное тестирование и бдительность. «Смотрите на противопожарную дверь каждый раз, когда проходите через нее, — говорит он.

«Убедитесь, что этикетка огнестойкости не покрашена, убедитесь, что [дверца] правильно поворачивается, и убедитесь, что она защелкивается. Если не работает, [исправьте] это. И каждый раз, когда вы проходите через стену с рейтингом огнестойкости, думайте: «Если это гипсокартон или бетонный блок, есть ли в нем кусок?» »Синиси предлагает следующие вопросы, которые нужно задать при оценке противопожарной защиты вашего объекта. :

  • Где в вашем здании номинальные стены и полы?

  • Загерметизированы ли проходы и верхняя часть стен?

  • Если герметично, какая протестированная конструкция системы использовалась для ремонта?

  • Соответствует ли ремонт деталям конструкции протестированной системы?

Итог: знайте, что происходит в вашем здании, и внимательно следите за любыми изменениями в системе противопожарной защиты, которые могут снизить ее эффективность.


Электрики, инженеры связи и сантехники могут оставлять незащищенные проходы в ваших противопожарных преградах. ФОТО ПРЕДОСТАВЛЕНЫ SPECIFIED TECHNOLOGIES INC.

Перспективные затраты

Еще одна практическая выгода, о которой профессионалы в сфере обслуживания постоянно думают, нравится вам это или нет: деньги. Сколько будет стоить защита вашего здания от распространения огня? «Эффективные противопожарные и дымонепроницаемые отсеки — очень интересная дисциплина, на которую можно рассчитывать затраты», — говорит МакХью.

Поскольку во многих старых зданиях уже есть некоторые отсеки, отделка отсеков может быть выполнена эффективно, с затратами в зависимости от количества механических, электрических и сантехнических элементов, проложенных в здании и проникающих через противопожарные преграды. Однако в обычных проектах нового строительства затраты кажутся относительно незначительными.

«Поскольку уже есть трудозатраты на установку стен, дверей, уплотнительных отверстий и т. Д., Дополнительные затраты на переход от конструкции без номинального сопротивления к расчетной конструкции минимальны по сравнению со стоимостью всей конструкции», — говорится МакХью.

В конечном счете, вы не можете позволить себе или , чтобы иметь адекватную пассивную противопожарную защиту. Стоимость спасения жизней, имущества и активов не поддается исчислению. Безопасность жизни должна быть вашей заботой №1.

Если произойдет самое худшее и в вашем здании вспыхнет пожар, ваша должная осмотрительность окупится, когда пожар будет локализован — у людей будет время эвакуироваться, и вы вернетесь к работе намного раньше, чем если бы не было никакой защиты. Если важно поддерживать сбалансированную систему противопожарной защиты и поддерживать ее в хорошем состоянии, не стоит беспокоиться о распространении огня.

На момент написания этой статьи Дженна М. Акер была редактором продуктов журнала Buildings.


Две отобранные статьи для чтения:

.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о