Межа вогнестійкості матеріалів

Різноманітні будівельні норми визначають порядок будівництва будинків для різних цілей. Важливу роль в них займає пожежна безпека будівель.

До найважливіших параметрів, що береться до уваги при створенні проектів будівель, відноситься межа вогнестійкості будівельних конструкцій.

Цей термін дозволяє оцінити рівень опору споруди дії вогню під час пожежі при високих температурах. Він вимірюється проміжком часу, за яким слід початок незворотних порушень цілісності конструкції:

• об`єкт втрачає несучу здатність;
• об`єкт втрачає конструктивну цілісність;
• втрачається теплоізоляційна здатність об`єкта.

складові вогнестійкості

Зазвичай несуча здатність будівлі позначається (R). При пожежі вона дорівнює часу максимального прогину і небезпечної деформації або обвалення будівлі.

Цілісність будови, що позначається (Е), - час виникнення в конструкції тріщин або дірок, через які вогонь і продукти горіння можуть просочитися на площі, не зворушені пожежею.

Теплоізоляційна здатність будови припиняється, коли на поверхнях конструкції, яких не торкнувся пожежа, відбувається підвищення температури до граничного рівня - позначається (I), або потік тепла (W) на деякому віддаленні від охопленого пожежею фрагмента конструкції максимальний.

Класифікація матеріалів по вогнестійкості

Визначення меж вогнестійкості конструкцій відбувається дослідним шляхом в результаті проведення випробувань будматеріалів в обстановці, близької до умов пожежі. Отримані результати дозволяють розділити матеріали на класи пожежної безпеки, вони можуть бути різного ступеня пожежонебезпеки - від пожежонебезпечних до пожежонебезпечних.

Способи збільшення рівня вогнестійкості

Щоб зробити вище пожежну безпеку будівельних споруд, використовуються протипожежні перешкоди. Вони призначені для того щоб збільшити термін розширення пожежі та поширення диму шляхом відсікання пожежі від інших приміщень.

До їх числа відносяться особливі перегородки, стіни і перекриття, що захищають від пожежі. Існують також мінералізовані смуги, екрани, водяні завіси.

Збільшити вогнестійкість конструкцій допомагають модифіковані матеріали. Можна використовувати конструктивні елементи збільшеного перетину, особливі марки бетону зі зменшеною теплопровідністю. Також наносяться шари штукатурки, виконані з матеріалів, які мають підвищену стійкість до високих температур. Межі вогнестійкості матеріалів в разі такої модифікації збільшуються.

Будівельні деталі з металу володіють малим рівнем вогнестійкості, що становить всього кілька хвилин. Щоб межа вогнестійкості металоконструкцій збільшити, їх фарбують особливими спучуються фарбами.

Подібним способом збільшують опірність пожежі деталей з дерева. З цією метою використовуються особливі антипіренові просочення, а також оштукатурювання і фарбування. Зменшити ж горючість пластика майже неможливо. Від спека і полум`я вони на самому початку пожежі починають руйнуватися. В ході їх руйнування виділяються речовини, які вкрай шкідливі для здоров`я людей, що особливо небезпечно під час пожежі.

Нормативні документи

Вогнестійкість будівель регулюється СНіПамі. У разі виробничих будівель в залежності від ступеня вогнестійкості присвоюється категорія будівель за пожежною небезпекою і вибухонебезпечності (А-Д). При оцінці категорії приміщень потрібно мати інформацію про температуру спалаху горючих рідин. Нею вважається найменша температура рідини, що дозволяє утворити суміш пара з повітрям над поверхнею, яка може займатися. Залежно від температури спалаху рідини можуть бути легкозаймистими і горючими. У перших температура спалаху до 61 ° С, у других - більше 61 ° С.

Для житлових будинків на підставі ступеня вогнестійкості споруди з таблиці в СНиП 21-01-97 * виходять потрібні межі вогнестійкості всіх конструкцій.

Для того щоб була забезпечена пожежна безпека, необхідна відповідність умові: реальна межа вогнестійкості конструкцій (Пр) повинен бути більше або дорівнювати необхідному (Птр): (Пф> Птр).

Будівельні матеріали

Для оцінки пожежонебезпеки будівельних матеріалів служить декілька пожежно-технічних параметрів:

• горючість;
• займистість;
• поширення вогню по поверхні;
• здатність до димоутворенню;
• токсичність.

Так, відповідно до горючестью будматеріали бувають:

• слабогорючие;
• умеренногорючіе
• нормальногорючіе;
• сільногорючіе.

вогневі випробування

Межі поширення полум`я оцінюються відповідно до розмірів пошкоджень, отриманих в результаті горіння за межами зони дії стандартної пожежі. Цей параметр оцінюється способом вогневих випробувань конструкцій за особливою методикою.

Відтворення стандартної пожежі відбувається в печах, які футеровані вогнетривкою цеглою. У таких печах спалюється гас з використанням спеціальних форсунок. Процес згоряння в печах контролюють термопари, віддалені від поверхонь конструкцій, що піддаються випробуванням, на 10 см. Дія форсунок регулюється таким чином, щоб вогонь їх не контактував з термопарами і поверхнями випробовуваних конструкцій. Температура всередині печі (° С) в ході випробувань змінюється відповідно до формули:

T - T₀ = 345lg (8 + 1)

де - період часу, що минув від старту випробування, хв-T₀ - вихідна температура-T- результуюча температура в печі за час .

Розрахунок стійкості до пожежі

Межа вогнестійкості конструкцій можна і розрахувати емпірично. Для цього повинні бути відомі схеми їх руйнування під впливом вогню і параметри теплофізики, міцності, деформації будматеріалів при наявності високих температур.

Як правило, такий розрахунок полягає у вирішенні завдань статики і теплотехніки. теплотехнічний розрахунок полягає в знаходженні температури конструкції при дії полум`я по її перетину. Статична задача вирішується за певною під час вогневих випробувань схемою руйнування. При її вирішенні застосовуються рівняння рівноваги і деформації. Розрахунок в статиці дає можливість визначити, як залежить зменшення міцності або збільшення деформацій конструкцій від терміну дії вогню. На основі цих розрахунків межа вогнестійкості знаходиться як період, після якого несуча здатність конструкції зменшується до рівня робочого навантаження або деформація стає максимальною. Іноді може бути відразу визначена критична температура, яка може обрушити конструкцію.

Використання даних розрахунків

Інформація про межах вогнестійкості і поширення полум`я служить для проектів будівель, які згідно з нормативною документацією діляться на п`ять груп вогнестійкості. Для них існують необхідні межі вогнестійкості та розповсюдження полум`я конструкцій. Межі вогнестійкості знаходяться в діапазоні 0,25 - 2,5 годин, межі поширення полум`я 0 - 400 мм. Для збільшення вогнестійкості використовують методи вогнезахисту.

Категорії вогнестійкості дверей

Наявні норми, згідно з якими сертифікуються протипожежні двері, регулюють захист приміщень від полум`я і диму в деякому інтервалі часу.

Розглядаються такі параметри:

• втрата несучої здатності (R) - поява критичних деформацій, які заважають відкриванню дверей;
• втрата цілісності (Е) - поява наскрізних дірок і тріщин, які пропускають вогонь і дим на зовнішню поверхню.
• втрата теплоізолювальної здатності (I) - нагрівання зовнішньої частини двері до критичних значень.

Межа вогнестійкості дверей вимірюється в хвилинах і означає час, під кінець якого двері втрачає здатність виконувати протипожежні функції. Цей параметр називають індексом REI. Якщо він дорівнює 30, отже межа вогнестійкості - 30 хвилин за допомогою одного з трьох параметрів.

Протипожежні двері випускаються з вогнестійкістю 30 і далі з інтервалом в 30 хвилин. Найбільший період вогнестійкості становить 360 хвилин. Необхідність в таких дверях виникає в разі спеціальних виробничих об`єктів. Такий термін здатні витримати лише двері, що мають особливе заповнення коробів і полотен. У такій ситуації це стосується не тільки параметрів однієї окремої двері, але і впливає на межу вогнестійкості перегородок.