Межа вогнестійкості матеріалів

Різноманітні будівельні норми визначають порядок будівництва будинків для різних цілей. Важливу роль у них займає пожежна безпека будівель. До найважливіших параметрів, що приймаються в увагу при створенні проектів будівель, відноситься межа вогнестійкості будівельних конструкцій. Цей термін дозволяє оцінити рівень опору будівлі 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 будови позначається (R). При пожежі вона дорівнює часу максимального прогину та небезпечної деформації або обвалення будівлі. Цілісність будови, що позначається (Е), - час виникнення в конструкції тріщин або дірок, через які вогонь та 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 за вогнестійкості

Визначення межі 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 пожежобезпечних до пожежонебезпечних.

Спобличчя 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, які 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, що володіють підвищеною стійкістю до високих температур. Межі вогнестійкості матеріалів у 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 вспучивающимися фарбами. Подібним способом збільшують опірність пожежі деталей з дерева. З цією метою використовуються особливі антипіренові просочення, а також штукатурення та фарбування. Зменшити ж горючість пластика майже неможливо. Від жару і полум'я вони в самому початку пожежі починають руйнуватися. В ході їх руйнування виділяються речовини, які дуже 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 споруд за пожежною небезпекою і вибухонебезпеки (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 запалюватися. В залежності від температури спалаху рідини можуть бути легкозаймистими і горючими. У перших температура спалаху до 61°С, у других - понад 61°С. Для житлових будівель на підставі ступеня вогнестійкості будівлі з таблиці в СНиП 21-01-97* виходять потрібні межі вогнестійкості всіх конструкцій. Для того щоб була забезпечена пожежна безпека, необхідно відповідність умові: реальний 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;

розповсюдження вогню по поверхні;

здатність до димоутворення;

токсичність.

Так, відповідно до горючістю будматеріали бувають:

слабогорючие;

умеренногорючіе

нормальногорючие;

сильногорючие.

Вогневі випробування

Межі поширення полум'я оцінюються відповідно з розмірами ушкоджень, отриманих в результаті горіння за межами зони дії стандартного пожежі. Цей параметр оцінюється способом вогневих випробувань конструкцій за особливою методикою. Відтворення стандартного пожежі відбувається у печах, які футеровані вогнетривким цеглою. У таких печах спалюють гас з використанням спеціальних форсунок. Процес згоряння в печах контролюють термопари, віддалені від поверхонь конструкцій, що піддаються випробуванням, на 10 см. Дію форсунок регулюється таким чином, щоб вогонь їх не контактував з термопарами і поверхнями випробовуваних конструкцій. Температура всередині печі (°С) в ході випробувань змінюється за формулою: T - T 0 = 345lg(8?+1) де ? – період часу, що пройшов від початку випробування, хв; T 0 - початкова температура; T - результуюча температура в печі за час ?.

Розрахунок стійкості до пожежі

Межа вогнестійкості конструкцій можна 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 задач статики і теплотехніки. Теплотехнічний розрахунок складається в знаходженні температури конструкції при дії полум'я по її перетину. Статична задача вирішується за визначеною під час вогневих випробувань схемою руйнування. При її рішенні застосовуються рівняння рівноваги і 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 будов, які нормативної документації поділяються на п'ять груп вогнестійкості. Для них існують необхідні межі вогнестійкості та поширення полум'я конструкцій. Межі вогнестійкості знаходяться в діапазоні 025 - 25 годин, межі поширення полум'я 0 - 400 мм. Для збільшення вогнестійкості використовують методи вогнезахисту.

Категорії вогнестійкості дверей

Наявні норми, за 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, пропускають вогонь та дим на зовнішню поверхню.

втрата теплоізолювальної здатності (I) – нагрівання зовнішньої частини дверей до критичних значень.

Межа вогнестійкості дверей вимірюється в хвилинах і означає час, на виході якого двері втрачає здатність виконувати протипожежні функції. Цей параметр називають індексом REI. Якщо він дорівнює 30 отже межа вогнестійкості - 30 хвилин по кожному з трьох параметрів. Протипожежні двері випускаються з вогнестійкістю 30 і далі з інтервалом в 30 хвилин. Найбільший період вогнестійкості складає 360 хвилин. Необхідність в таких дверях виникає у разі спеціальних виробничих об'єктів. Такий термін здатні витримати лише двері, що мають особливу заповнення коробів і полотен. У такій ситуації це стосується не тільки параметрів однієї окремої двері, але і впливає на межу вогнестійкості перегородок.