О поведении различных конструкций при огневом воздействии

Сообщение главного специалиста отдела нормирования истандартизации НИИПБ и ЧС МЧС Беларуси Дмитрия Груши

"Применение Пособия "Пределы огнестойкости строительных конструкций" к СНБ 2.02.01-98*при проектировании зданий и сооружений", сделанное им на республиканском семинаре"Пожарно-техническая классификациястроительных материалов, конструкций изданий"

Общие положения

Пособие "Пределы огнестойкости строительных конструкций" разработано вразвитие СНБ 2.02.01-98* "Пожарно-техническая классификация зданий, строительныхконструкций и материалов".

При разработке Пособия преследовались следующие цели изадачи: создание информационно-справочного нормативного документа в развитие СНБ 2.02.01в части регламентации требований к огнестойкости строительных конструкций, гармонизация требований с действующими нормативными документами, систематизация справочных данных по пределам огнестойкости строительных конструкций,выработка основных положений, используемыхпри расчетах пределов огнестойкостистроительных конструкций, систематизация иучет новых строительных конструкций, в томчисле испытанных в Республике Беларусь иРоссийской Федерации.

В настоящемПособии содержатся справочные данные определах огнестойкости строительныхконструкций из железобетона, металла,древесины, асбестоцемента, пластмасс идругих строительных материалов.

Пособиепредназначено в первую очередь дляиспользования специалистами проектныхорганизаций при обосновании степенейогнестойкости зданий и сооружений иразработке новых видов строительныхконструкций, а также работниками надзорныхорганов при проведении экспертизы проектови обследовании зданий и сооружений.

В отличие от нынедействующего "Пособия по определениюпределов огнестойкости конструкций,пределов распространения огня поконструкциям и групп возгораемостиматериалов" в новом документеноменклатура конструкций значительнорасширена путем включения сведений осовременных материалах и новых способахогнезащиты.

Показателипредельных состояний по огнестойкости иобозначения пределов огнестойкостиприведены в соответствие с действующиминормативными документами (пределыогнестойкости указаны в минутах,предельные состояния по огнестойкости – поГОСТ 30247: R-потеря несущей способности, E-потеряцелостности, I-потеря теплоизолирующейспособности).

В пособииприведены основные положения методоврасчета показателей, используемых приопределении пределов огнестойкостибетонных и железобетонных конструкций,стальных конструкций (сжатых, изгибаемых,растянутых, ферм, незащищенных стальныхконструкций), а также деревянныхконструкций. Ранее такая информация былаприведена в большом количестве документовнормативного, информационного исправочного характера.

В пособие включеныконструкции и изделия, прошедшие испытанияв Центре метрологии и испытаний НИИПБ и ЧС иотвечающие предъявляемым требованиям попределам огнестойкости. В частности, этоследующие строительные конструкции.

Коробкапротивопожарного стального окнаизготавливается из гнутого профиля.Светопрозрачное заполнение представляетсобой огнестойкий стеклопакет. Пределогнестойкости – EI15 ((позиция 5,приложение Д).

Полотноспециальной стальной глухойпротивопожарной двери заполненовермикулитовыми теплоизоляционныминесгораемыми плитами, уплотнитель впритворе двери – термоуплотнительнаялента. Предел огнестойкости – EI60 (позиция60,приложение Д).

Пределогнестойкости внутренней стеновой панелиПГ49.15.2Т, изготавливаемой по серии1.030.9-2, – EI30 (позиция 22, приложение Ж).

Железобетонныемногопустотные плиты перекрытий,изготавливаемые по серии 1.041.1-3 с круглымипустотами диаметром 159мм, имеют пределогнестойкости REI60 (позиция 11, приложение Ж).

Перегородка типаBUW" толщиной 80мм производство"BUDIMPEKS" (Польша).

Перегородка типаBudimpeks W производства "Budimpeks" (Польша)состоит из теплоизоляционных панелей типа"сэндвич". Конструкция включаетпрофилированный оцинкованный стальнойлист толщиной 0,55 мм, покрытый снаружи слоемполиэфирного лака толщиной 25мкм (1), иминеральную вату плотностью 115-117 кг/м³,с поперечным ориентированием волоконпроизводства фирмы "Polychem System" (Польша)(2). Предел огнестойкости – EI45 (позиция 32,приложение Д).

Практическоеприменение "Справочного пособия попределам огнестойкости строительныхконструкций" при проектировании зданий исооружений

Строительныеконструкции, рассчитанные по всем правиламстроительной механики на эксплуатацию втечение длительного времени, при пожаремогут разрушаться за считанные минуты.

Одним из условий огнестойкости строительных конструкций является сохранение ими несущих и ограждающих функций во время пожара. Для оценки огнестойкости используют экспериментальные и расчетные методы.Экспериментальные методы основаны напроведении испытаний образцов конструкций в огневых печах при стандартномтемпературном режиме. Расчетные методы – на математическом моделировании тепловогои прочностных состояний строительных конструкций при стандартном температурном воздействии или в условиях реальногораспределения пожарной нагрузки впомещениях с учетом реальнойконструктивной компоновки здания.Применение расчетных методов для оценкиогнестойкости конструкций в настоящеевремя весьма ограничено. Основная причина– отсутствие надежных методов определениятеплофизических и механическиххарактеристик материалов строительныхконструкций в диапазоне температур пожара.

На стадиипроектирования зданий и сооружений однимиз первоочередных критериев обеспечениябезопасности людей должен считатьсякритерий обеспечения безопасности людейпри пожарах. То есть необходимо создатьвнутреннюю среду, в которой человек привозникновении пожара будет максимальнозащищен от воздействия его опасныхфакторов по ГОСТ12.1.004-91 "Пожарнаябезопасность. Общие требования". Какизвестно, опасными факторами,воздействующими на людей и материальныеценности, являются пламя и искры, повышенная температура окружающей среды, токсичные продукты горения и термическогоразложения, дым, пониженная концентрациякислорода.

Для защитычеловека от пожарной опасности,возникающей во внутренней среде, должнабыть предусмотрена система пожарнойбезопасности по ГОСТ12.1.004-91, включающая всебя целый комплекс воздействий на средучеловека, направленных на предупреждениевозникновения пожаров, борьбу с ними ипредупреждение чрезвычайных ситуаций.

Одним из условийсоздания безопасной среды являетсяобоснованный выбор строительныхконструкций с пределами огнестойкости нениже требуемых в соответствии с таблицей 4СНБ2.02.01-98.

Таблица 4 СНБ2.02.01-98устанавливает требования к минимальнымпределам огнестойкости несущих элементовздания – самонесущим стенам, наружнымненесущим стенам, междуэтажным перекрытиям,настилам, фермам, балкам, прогонам,внутренним стенам лестничных клеток,маршам и площадкам лестниц.

Большинствостроительных конструкций, приведенных вПособии, имеют широкую область применения,и для определения их пределовогнестойкости использовалсястандартизованный метод испытаний.

Пределыогнестойкости строительных конструкцийдолжны определяться по результатам огневыхиспытаний согласно ГОСТ30247.0 "Конструкциистроительные. Методы испытаний наогнестойкость. Общие требования", ГОСТ30247.1"Конструкции строительные. Методыиспытаний на огнестойкость. Несущие иограждающие конструкции", ГОСТ30247.2."Двери и ворота. Метод испытания наогнестойкость".

Пособиемдопускаетсяопределять пределы огнестойкостистроительных конструкций расчетнымиметодами, утвержденными в установленномпорядке. Что имеется в виду?

Во-первых, приопределении пределов огнестойкостирасчетным путем нагрузки должныприниматься в соответствиис конкретным проектом здания или сооружения, в котором будетприменяться та или инаяконструкция.

Во-вторых,тепловое воздействие на конструкциюопределяется тепловым полем при реальномпожаре. Для контроля используетсястандартная кривая.

В-третьих, расчетпредела огнестойкости следует выполнять наоснове теплового поля, наблюдаемого вконструкции.

В-четвертых, врасчете следует учитывать изменениямеханических и физических свойствматериала, вызываемые высокой температурой.

Наконец, в-пятых вкачестве начальных температур среды иконструкции принимают 20° С, если нетобоснования для другого значениятемпературы.

В зависимости оттипа конструкции, а также условий ееэксплуатации проверке путем расчетаподлежат несущая и теплоизолирующаяспособность конструкции. Для определениянесущей способности конструкции считаетсядостаточной также оценка по критическимтемпературам материалов конструкции,имеющим решающее значение для несущейспособности.

Расчетный методне распространяется на конструкции, укоторых предполагается (на основеповедения аналогичных при испытаниях), чтоих огнестойкость характеризуетсядостижением критической плотности.

В тех случаях,когда нагрузки не заданы, а также длятиповых конструкций (используемых вразличных проектах), пределы ихогнестойкости должны рассчитываться сучетом максимальной нормативной нагрузки.

При указании в техническойдокументации на конструкцию пределаогнестойкости, полученного расчетным путем,должно приводиться такжезначение нагрузки, для которой он определен.

Дляпредварительной оценки пределовогнестойкости конструкций при ихразработке и проектировании рекомендуетсяруководствоваться следующими положениями.

Что следуетучитывать при оценке пределовогнестойкости по теплоизолирующейспособности?

Во-первых, пределогнестойкости слоистых ограждающихконструкций равен или выше суммы пределовогнестойкости отдельно взятых слоев.Следовательно, увеличение числа слоевограждающей конструкции (оштукатуривание,облицовка) повышает ее пределогнестойкости по теплоизолирующейспособности.

При оценке жепределов огнестойкости по несущейспособности должны учитываться следующиепоказатели.

С учетомизложенного сам собой напрашивается выводо том, что необходимо располагать достаточнымисведениями (результатами испытаний) офактических пределах огнестойкостиконструкций, аналогичных рассматриваемымпо форме, использованным материалам иконструктивному исполнению, а такжесведениями об основных закономерностях ихповедения при пожаре или огневыхиспытаниях.

Эта задача идолжна решаться с помощью Пособия, котороевключает сведения по пределамогнестойкости отдельных строительныхконструкций и элементов, полученных врезультате проведения огневых испытаний.Эти сведения приведены в разделе 4 иприложениях А–Ж Пособия.

Структурадокумента выглядит следующим образом:

Вниманиючитателей предлагаются некоторыепояснения по отдельным приложениям.

Так, например вПриложенииА "Каменные конструкции"в графе 6 "Предельное состояние поогнестойкости по ГОСТ 30247" указано, чтопредел огнестойкости некоторых стен иперегородок определен по потеретеплоизолирующей способности, а не попотере несущей способности. В данном случаеследует считать, что предельное состояниеэтих конструкций по потере несущейспособности наступает не раньше, чемпредельное состояние по потеретеплоизолирующей способности.

Приложение А. КАМЕННЫЕКОНСТРУКЦИИ

ВПриложенииГ "Покрытия и перекрытия сподвесными потолками" пределыогнестойкости конструкций, имеющихподвесные потолки, должны определяться какдля единой конструкции.

В ПриложенииД"Ограждающие конструкции с применениемметалла, древесины,асбестоцемента, пластмасс и другихэффективных материалов" приустановлении пределов огнестойкостинаружных стен из навесныхпанелей следует учитывать,что их предельное состояние поогнестойкости может наступитьне только вследствие наступленияпредельного состояния поогнестойкости самих панелей, но ивследствие потери несущей способностиконструкций, к которым крепятся панели —ригелей, элементов фахверка, перекрытий.

Если навесныепанели стен крепятся к другим конструкциям,в том числе к металлическим конструкциям с огнезащитой,и узлы крепления защищеныот воздействия огня, то пределогнестойкости таких стен должен бытьустановлен экспериментально.

Конечная цельразработки Пособия заключается в помощипроектным и строительным организациям, атакже органам государственного пожарногонадзора с целью сокращения затрат времени,труда и материалов на установлениепределов огнестойкости строительныхконструкций, нормируемых СНБ2.02.01-98*.

Необходимокоснуться и методики соответствияприменения строительных конструкцийтребованиям пожарной безопасности в по СНБ2.02.01. Вот основные пункты этой методики.

Во-первых, подействующим национальным нормампроектирования устанавливают требуемуюстепень огнестойкости здания в зависимостиот назначения, площади, этажности здания,категории по взрывопожарной опасности ипрочих факторов.

Во-вторых, наосновании требуемой степени огнестойкостиздания определяют требуемые пределыогнестойкости основных строительныхконструкций и допускаемые пределыраспространения огня по этим конструкциям.В ряде случаев требуемые пределыраспространения огня уточняют посоответствующим главам специализированныхили отраслевых СНиП, а также другихнормативных документов.

В-третьих, исходяиз характеристики конструктивныхэлементов здания (толщина, размерыпоперечного сечения, толщина защитногослоя бетона, класс арматуры и др.) согласноПособию по определению пределовогнестойкости конструкций, пределовраспространения огня по конструкциям игрупп возгораемости материалов находятфактические пределы огнестойкостиконструкций и фактические пределыраспространения огня по конструкциям.

Наконец, в-четвертых,фактические пределы огнестойкостистроительных конструкций сравнивают стребуемыми пределами огнестойкости, афактические пределы распространения огняпо конструкциям с допустимыми пределамираспространения огня, после чего делаютвывод о соответствии строительныхконструкций требованиям пожарнойбезопасности.

При экспертизестроительной части проекта в первуюочередь проверяют основные несущиестроительные конструкции (стены, колонны,перекрытия, перегородки, покрытия, несущиеэлементы лестниц), а затем второстепенные (двери, окна, подвесные потолки).

Результатыпроверки соответствия строительныхконструкций требованиям пожарнойбезопасности следует обязательно сводить втаблицу.