Здания

Огнестойкость конструкции зданий

Огнестойкость конструкций – способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара.

Огнестойкость здания – классификационная характеристика зданий, сооружений и пожарных отсеков, определяемая пределами огнестойкости конструкций, применяемых для строительства указанных зданий, сооружений и отсеков.

1. Факторы воздействия на конструкции в условиях пожара

Нагрузки и воздействия, которым подвергается здание в нормальных условиях эксплуатации, учитывают при расчете прочности строительных конструкций. Однако при пожарах возникают дополнительные нагрузки и воздействия, которые во многих случаях приводят к разрушению отдельных конструкций и зданий в целом. К неблагоприятным факторам, действующим на конструкции при пожаре, относятся: высокая температура, давление газов и продуктов горения, динамические нагрузки от падающих обломков обрушившихся элементов здания и пролитой воды, резкие колебания температур.

Высокая температура в горящем помещении образуется за счет тепла, выделяющегося при горении веществ. Часть тепла расходуется также на нагрев строительных конструкций и оборудования. По высоте помещения температура распределена неравномерно: более высокая температура устанавливается в верхней зоне помещения. Для практических целей удобно пользоваться так называемой среднеобъемной температурой, характеризующей среднеарифметическое значение температуры в горящем помещении. Температура среды на пожарах зависит от физико-химических свойств и количества пожарной нагрузки, степени вентиляции помещений и прочих факторов.

При пожарах в большинстве случаев давления газовой среды незначительны. Однако в специфических условиях (например, на сценах театров) горение происходит настолько бурно и интенсивно, что образовавшиеся продукты горения вызывают заметное давление на ограждающие конструкции. В результате взрывов газо-, паро- и пылевоздушных смесей, которые нередко предшествуют пожарам в производственных зданиях, давление в помещениях может существенно превысить допускаемое для конструкций.

Конструкции могут подвергаться также дополнительным динамическим воздействиям от падающих обломков здания и нагрузкам от пролитой воды, что может привести к их частичному или полному разрушению.

2. Законодательство об огнестойкости конструкций зданий

Правовой основой обоснования огнестойкости конструкций и применения в необходимых случаях огнезащиты являются Федеральный закон «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений» от 30 декабря 2009 г. № 384-ФЗ (с изм. на 2 июля 2013 г.) (далее – ФЗ-384) и Федеральный закон «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ (далее – ФЗ-123) .

Обоснование огнестойкости конструкций и применения в необходимых случаях огнезащиты осуществляется в разделах проекта здания, выполняемых на основании следующих статей законов Российской Федерации и других действующих нормативных правовых актов:

  1. Для обеспечения пожарной безопасности здания или сооружения в проектной документации должны быть обоснованы принимаемые значения характеристик огнестойкости и пожарной опасности элементов строительных конструкций и систем инженерно-технического обеспечения (ст. 17 ФЗ-384).
  2. Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков, классы их функциональной и конструктивной пожарной опасности указываются в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции (ст. 28 ФЗ-123).
  3. Защита людей и имущества от воздействия опасных факторов пожара и (или) ограничение последствий их воздействия обеспечиваются одним или несколькими из следующих способов (ст. 52 ФЗ-123):
    • применение основных строительных конструкций с пределами огнестойкости и классами пожарной опасности, соответствующими требуемой степени огнестойкости и классу конструктивной пожарной опасности зданий и сооружений, а также с ограничением пожарной опасности поверхностных слоев (отделок, облицовок и средств огнезащиты) строительных конструкций на путях эвакуации;
    •  применение огнезащитных составов (в том числе антипиренов и огнезащитных красок) и строительных материалов (облицовок) для повышения пределов огнестойкости строительных конструкций.
  4. Огнестойкость и класс пожарной опасности строительных конструкций должны обеспечиваться за счет их конструктивных решений, применения соответствующих строительных материалов, а также использования средств огнезащиты (ст. 58 ФЗ-123).
  5. В состав проектной документации объектов капитального строительства, за исключением проектной документации линейных объектов, включаются следующие разделы (п. 9, ч. 12, ст. 48. Градостроительный кодекс Российской Федерации от 29 декабря 2004 г. № 190- ФЗ, с изм. от 31 декабря 2014 г. ; Положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию, утвержденные постановлением Правительства РФ от 16 февраля 2008 г. № 87 ):
    • «Раздел 4. “Конструктивные и объемно-планировочные решения” должен содержать… обоснование проектных решений и мероприятий, обеспечивающих… пожарную безопасность».
    • «Раздел 9. “Мероприятия по обеспечению пожарной безопасности” должен содержать… описание и обоснование принятых конструктивных и объемно-планировочных решений, степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной опасности строительных конструкций».

При обосновании огнестойкости конструкций зданий необходимо руководствоваться следующими нормативно-техническими документами:

  • СП 2.13130.2012. Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты (в редакции Изменения № 1) ;
  • СП 4.13130.2013. Системы противопожарной защиты. Ограничение распространения пожара на объектах защиты. Требования к объемно-планировочным и конструктивным решениям ;
  • ГОСТ 30247.0–94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования ;
  • ГОСТ 30247.1–94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции ;
  • ГОСТ Р 53295–2009. Пожарная опасность веществ и материалов. Материалы, вещества и средства огнезащиты. Идентификация методами термического анализа ;
  • СТО НОСТРОЙ 2.12.118–2013. Строительные конструкции зданий и сооружений. Нанесение огнезащитных покрытий. Правила, контроль выполнения и требования к результатам работ ;
  • СТО 36554501–031–2013. Методика испытаний на соответствие требованиям пожарной безопасности строительных конструкций со средствами огнезащиты и систем противопожарной защиты, применяемых в районах с сейсмичностью более 6 баллов ;
  • другие документы.

3. Установление и оценка огнестойкости жилых зданий

При проектировании жилых зданий устанавливается в обязательном порядке огнестойкость здания, разрабатываются организационные, объемно-планировочные и технические мероприятия по его обеспечению.

Здания, сооружения, пожарные отсеки, согласно положениям Технического регламента о требованиях пожарной безопасности (ФЗ-123), подразделяются на I, II, III, IV и V степени огнестойкости.

Установление огнестойкости жилого здания и требуемых композиционных и конструкционных параметров здания для обеспечения этого качества осуществляется с учетом следующих критериев:

  1. установление класса функциональной пожарной опасности (Ф);
  2. установление степени огнестойкости жилого здания (I, II, III, IV, V);
  3. установление предела огнестойкости строительных конструкций;
  4. установление класса конструктивной пожарной опасности здания (С);
  5. установление пожарной опасности отдельных строительных конструкций (К);
  6. установление класса пожарной опасности материалов вертикальных и горизонтальных конструкций (КМ).

Жилые здания по классу функциональной пожарной опасности в зависимости от их назначения, а также от возраста, физического состояния и количества людей, находящихся в здании, сооружении, строении, возможности пребывания их в состоянии сна подразделяются на (ст. 32 ФЗ-123):

Ф1 – здания, предназначенные для постоянного проживания и временного пребывания людей, в том числе: Ф1.3 – многоквартирные жилые дома; Ф1.4 – одноквартирные жилые дома, в том числе блокированные.

Выбор размеров здания и пожарных отсеков следует производить в зависимости от степени их огнестойкости, класса конструктивной и функциональной пожарной опасности. Определение степени огнестойкости и других пожарно-технических характеристик для зданий различного класса функциональной опасности в зависимости от их назначения производится в соответствии с п. 6. СП 2.13130.2009 .

При проектировании, строительстве, реконструкции, капитальном ремонте и техническом перевооружении объектов дополнительно к требованиям Свода правил СП 2.13130.2009 следует руководствоваться положениями СП 4.13130.2009 .

Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков должна устанавливаться в зависимости от их этажности, класса функциональной пожарной опасности, площади пожарного отсека и пожарной опасности происходящих в них технологических процессов (см. табл. 1). Требуемая степень огнестойкости зданий, сооружений и класс их конструктивной пожарной опасности устанавливаются в проекте мероприятий по обеспечению пожарной безопасности на основании нормативных документов, например по СП 2.13130.2009 и СП 4.13130.2009 .

Здания, сооружения, строения и пожарные отсеки по конструктивной пожарной опасности подразделяются на классы С0, С1, С2 и С3.

Таблица 1. Степень огнестойкости, класс конструктивной пожарной опасности, допустимая высота зданий и площадь этажа в пределах пожарного отсека

Степень огнестойкости зданий Класс конструктивной пожарной опасности Допустимая высота зданий, м Площадь этажа в пределах пожарного отсека, м2, при числе этажей
1 2 3 4–5 6–9 10–16
I С0 50 6000 5000 5000 5000 5000 2500
II С0 50 6000 4000 4000 4000 4000 2200
II С1 28 5000 3000 3000 2000 1200
III С0 15 3000 2000 2000 1200
III С1 12 2000 1400 1200 800
IV С0 9 2000 1400 1200
IV С1 6 2000 1400
IV С2, СЗ 6 1200 800
V С1–СЗ 6 1200 800

Примечание. Прочерк в таблице означает, что здание данной степени огнестойкости не может иметь указанное число этажей.

В зданиях и сооружениях должны применяться основные строительные конструкции с пределами огнестойкости и классами пожарной опасности, соответствующими требуемой степени огнестойкости зданий, сооружений и классу их конструктивной пожарной опасности.

Строительные конструкции зданий, сооружений и строений, в зависимости от их способности сопротивляться воздействию пожара и распространению его опасных факторов в условиях стандартных испытаний, подразделяются на строительные конструкции с пределами огнестойкости, представленными в ст. 35 ФЗ-123: 1) ненормируемый; 2) не менее 15 минут; 3) не менее 30 минут; 4) не менее 45 минут; 5) не менее 60 минут; 6) не менее 90 минут; 7) не менее 120 минут; 8) не менее 150 минут – требуются для противопожарных стен и перекрытий 1-го типа, предназначенных для деления зданий на пожарные отсеки, а также для несущих конструкций этих стен и перекрытий; 9) не менее 180 минут – применяются, как правило, на высотных зданиях и сооружениях высотой более 75 и 100 м соответственно, при разработке специальных технических условий; 10) не менее 240 минут – то же; 11) не менее 360 минут – на практике не применяется.

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) от начала огневого испытания при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции предельных состояний по огнестойкости, с учетом функционального назначения конструкции.

Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов устанавливается по времени достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:

1) потеря несущей способности (R);

2) потеря целостности (E);

3) потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I) или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

Мерой предела огнестойкости строительных ограждающих конструкций является время в минутах от начала их огневого стандартного испытания до возникновения одного из предельных состояний конструкций по огнестойкости: по потери целостности Е – образование в конструкциях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя; по теплоизолирующей способности I – повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 160 °С или в любой точке этой поверхности более чем на 190 °С в сравнении с температурой конструкции до испытания, или более 220 °С независимо от температуры конструкции до испытания.

Пределы огнестойкости строительных конструкций и их условные обозначения устанавливают по ГОСТ 30247.0–94 и 30247.1–94 , ГОСТ Р 53307–2009 и ГОСТ Р 53308–2009 . Предел огнестойкости узлов крепления и сочленения строительных конструкций должен быть не ниже требуемого предела огнестойкости самих конструкций.

Для конструкций, защищенных огнезащитными покрытиями и испытываемых без нагрузок, предельным состоянием будет достижение критической температуры материала конструкции.

Предел огнестойкости по признаку R конструкции, являющейся опорой для других конструкций, должен быть не менее предела огнестойкости опираемой конструкции.

Для нормирования пределов огнестойкости несущих и ограждающих конструкций используют следующие предельные состояния:

R – для колонн, балок, ферм, арок и рам – только потеря несущей способности конструкции и узлов;

RE – для несущих наружных стен и покрытий – потеря несущей способности и целостности;

E – для наружных ненесущих стен;

REI – для несущих внутренних стен и противопожарных преград – потеря несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности;

EI – для ненесущих внутренних стен и перегородок – потеря теплоизолирующей способности и целостности.

Соответствие степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков и предела огнестойкости применяемых в них строительных конструкций приведено в табл. 2 (ФЗ-123).

Таблица 2. Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков и предела огнестойкости применяемых в них конструкций

Степень огнестойкости здания Предел огнестойкости строительных конструкций, не менее
Несущие элементы здания Наружные несущие стены Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные

и над подвалами)

Элементы бесчердачных покрытий Лестничные клетки
Настилы (в том числе с утеплителем) Фермы, балки, прогоны Внутренние стены Марши и площадки лестниц
I R 120 Е 30 REI 60 RE 30 R 30 REI 120 R 60
II R 90 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 90 R 60
III R 45 Е 15 REI 45 RE 15 R 15 REI 60 R 45
IV R 15 Е 15 REI 15 RE 15 R 15 REI 45 R 15
V Не нормируется

Примечание. В таблице не отражены пределы огнестойкости конструкций, выполняющих функции противопожарных преград (ФЗ-123).

Строительные конструкции по пожарной опасности подразделяются на следующие классы (ст. 36 ФЗ-123):

  1. непожароопасные (K0);
  2. малопожароопасные (K1);
  3. умереннопожароопасные (K2);
  4. пожароопасные (K3).

Класс пожарной опасности строительных конструкций должен соответствовать принятому классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений и пожарных отсеков. Соответствие класса конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений и пожарных отсеков классу пожарной опасности применяемых в них строительных конструкций приведено в табл. 4.11 (табл. 22, приложение к ФЗ-123).

Таблица 3. Соответствие класса конструктивной пожарной опасности и класса пожарной опасности строительных конструкций зданий

Класс конструктивной пожарной опасности здания Класс пожарной опасности строительных конструкций
Несущие стержневые элементы (колонны, ригели, фермы) Наружные стены с внешней стороны Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия Стены лестничных клеток и противопожарные преграды Марши и площадки лестниц в лестничных клетках
С0 К0 К0 К0 К0 К0
С1 К1 К2 К1 К0 К0
С2 К3 К3 К2 К1 К1
С3 Не нормируется Не нормируется Не нормируется К1 К3

Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливают по ГОСТ 30403–2012 , ГОСТ 31251–2008 .

Класс пожарной опасности строительных конструкций определяется по пожароопасности материалов (горючести Г, воспламеняемости В и дымообразующей способности Д), из которых они изготовлены, в соответствии с табл. 4. (табл. 6 приложения к ФЗ-123).

Таблица 4. Классы пожарной опасности строительных конструкций

Класс пожарной опасности конструкций Допускаемый размер повреждения конструкций, сантиметры Наличие Допускаемые характеристики пожарной опасности поврежденного материала+
вертикальных горизонтальных теплового эффекта горения Группа
горючести воспламе-няемости дымообра-зующей способности
К0 0 0 Отсутствует Отсутствует Отсутствует Отсутствует Отсутствует
К1 Не более

40

Не более

25

Не регламен-тируется Отсутствует Не выше Г2+ Не выше В2+ Не выше Д2+
К2 Более 40,

но не более

80

Более 25,

но не более

50

Не регламен-тируется Отсутствует Не выше Г3+ Не выше В3+ Не выше Д2+
К3 Не регламентируется

Примечание. Знак «+» обозначает, что при отсутствии теплового эффекта не регламентируется.

Оценку соответствия степени огнестойкости жилого здания с примененными в нем композиционными и конструкционными параметрами можно осуществить в следующей последовательности: определение класса пожарной опасности материалов вертикальных и горизонтальных конструкций КМ; установление класса пожарной опасности отдельных строительных конструкций по пожароопасности материалов К; установление класса конструктивной пожарной опасности здания С; установление степени огнестойкости жилого здания.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *