Межа вогнестійкості матеріалів

Межа вогнестійкості матеріалів

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

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

Цей термін дозволяє оцінити рівень опору будівництву дії вогню під час пожежі при високих температурах. Він вимірюється проміжком часу, за яким слідує 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 будови позначається (R). При пожежі вона дорівнює часу максимального прогину і небезпечної деформації або обвалення будівлі.

Цілісність будови, позначена (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 торкнулася пожежа, відбувається підвищення температури до граничного рівня - позначається (I), або потік тепла (W) на деякому віддалі від охопленого пожежею фрагмента конструкції максимальний.

Класифікація матеріалів щодо вогнестійкості

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

Способи збільшення рівня вогнестійкості

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

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

Збільшити вогнестійкість конструкцій допомагають модифіковані матеріали. Можна використовувати конструктивні елементи збільшеного перерізу, особливі марки бетону зі зменшеною теплопровідністю. Також наносяться шари штукатурки, виконані з матеріалів, які володіють підвищеною стійкістю до високих температур. Межі вогнестійкості матеріалів у разі такої модифікації збільшуються.

Будівельні деталі з металу мають малий рівень вогнестійкості, що становить лише кілька хвилин. Щоб межу вогнестійкості металоконструкцій збільшити, їх пофарбовують особливими фарбами.

Подібним способом збільшують опірність пожежі деталей з дерева. З цією метою використовуються особливі антипіренові пропитки, а також оштукатурення і фарбування. Зменшити ж пальне пластику майже неможливо. Від спеки і полум 'я вони на самому початку пожежі починають руйнуватися. Під час їх руйнування виділяються речовини, які вкрай шкідливі для здоров 'я людей, що особливо небезпечно при пожежі.

Нормативні документи

Вогнестійкість будівель регулюється СНіПами. У разі виробничих будівель залежно від ступеня вогнестійкості присвоюється категорія будівель з пожежної небезпеки та вибухонебезпечності (А-Д). При оцінці категорії приміщень потрібно мати інформацію про температуру спалаху горючих рідин. Нею вважається найменша температура рідини, що дозволяє утворити суміш пари з повітрям над поверхнею, яка може займатися. Залежно від температури спалаху рідини можуть бути легкозаймистими і пальними. У перших температура спалаху до 61 ° С, у других - понад 61 ° С.

Для житлових будівель на підставі ступеня вогнестійкості споруди з таблиці в СНіП 21-01-97 * отримуються потрібні межі вогнестійкості всіх конструкцій.

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

Будівельні матеріали

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

  • пальне;
  • займистість;
  • поширення вогню по поверхні;
  • здатність до димоутворення;
  • токсичність.

Так, відповідно до горючості будматеріали бувають:

  • слабогіркі;
  • помірковані
  • нормальногорючі;
  • сильногорючі.

Вогневі випробування

Межі розповсюдження 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, підданих випробуванням, на 10 см. Дія форсунок регулюється таким чином, щоб вогонь їх не контактував з термопарами і поверхнями випробовуваних конструкцій. Температура всередині печі (° С) під час випробувань змінюється згідно з формулою:

T - T0 = 345lg(8Ƭ+1)

де Ƭ - період часу, що пройшов зі старту випробування, мін; T0 - вихідна температура; T- результуюча температура в печі за час Ƭ.

Розрахунок стійкості до пожежі

Межу 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 впливі полум 'я за її перетином. Статичне завдання вирішується за визначеною під час вогневих випробувань схемою руйнування. При її вирішенні застосовуються рівняння рівноваги та деформації. Розрахунок у 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 та поширення полум 'я служить для проектів будівель, які за нормативною документацією поділяються 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, що пропускають вогонь і дим на зовнішню поверхню.
  • втрата теплоізолюючої здатності (I) - нагрівання зовнішньої частини дверей до критичних значень.

Межа вогнестійкості дверей вимірюється в хвилинах і означає час, на кінець якого двері втрачають здатність виконувати протипожежні функції. Цей параметр називається індексом REI. Якщо він дорівнює 30, отже межа вогнестійкості - 30 хвилин за будь-яким з трьох параметрів.

Протипожежні двері випускаються з вогнестійкістю 30 і далі з інтервалом в 30 хвилин. Найбільший період вогнестійкості становить 360 хвилин. Необхідність у таких дверях виникає у 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 одних окремих дверей, а й впливає на межу вогнестійкості перегородок.