Межа вогнестійкості будівельних конструкцій

Одним із найбільш значущих розрахункових показників, що визначає ступінь пожежної безпеки споруд, є межа вогнестійкості будівельної конструкції. Він вказує на здатність зберігати огороджувальні, несучі та теплоізоляційні властивості в умовах впливу відкритого полум'я при тривалому горінні. Його також визначають як проміжок часу, протягом якого споруда зруйнується до критичного стану.

Відповідно до положень статті 35 ФЗ № 123-ФЗ (ред. від 30.04.2021) «Технічний регламент щодо вимог пожежної безпеки», класифікація будівельних конструкцій передбачає кілька меж вогнестійкості: від ненормованого до 360 хвилин.

Межі вогнестійкості конструкцій визначаються стандартними випробуваннями. Для цього розраховується час досягнення однієї чи кількох послідовних ознак граничних станів:

втрати несучої здатності конструкції або окремих вузлів (R). Це значення характеризується обвалом чи появою критичних деформацій, у яких подальша експлуатація неприпустима (наприклад, R30, R60, R90 чи R120);
втрати цілісності (Е). Виявляється в утворенні отворів або наскрізних тріщин, через які на поверхні, що не обігріваються, можуть проникати продукти горіння або відкрите полум'я. Наприклад, E30, E45, E90;
втрати ізолюючих властивостей до граничних значень через підвищення температури на поверхнях конструкцій (I), що не обігріваються;
досягнення граничних величин густини теплового потоку (W). Вимірюється на заданій відстані від поверхні, що не обігрівається.

Межі вогнестійкості для заповнення прорізів у конструкціях наступають внаслідок втрати цілісності (Е), термоізоляційної здатності (I), димогазонепроникності (S) та/або досягнення граничної щільності теплового потоку (W).

Необхідні та фактичні межі

Необхідні (або розрахункові) межі вогнестійкості - значення, яким будівельна конструкція повинна володіти відповідно до попередніх розрахунків. показники стійкості до руйнування (R, RE, EI).

Межа вогнестійкості будівель, споруд та пожежних будівель	Несучі стіни, колони	Зовнішні стіни, що не несуть	Перекриття міжповерхові (в т.ч. горищні та над підвалами)	Будівельні конструкції безгорищних покриттів		Будівельні конструкції сходових кліток
Межа вогнестійкості будівель, споруд та пожежних будівель	Несучі стіни, колони	Зовнішні стіни, що не несуть	Перекриття міжповерхові (в т.ч. горищні та над підвалами)	настили	ферми, балки, прогони	внутрішні стіни	марші та майданчики сходів
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 нормується	не нормується	не нормується	не нормується	не нормується	не нормується	не нормується

Межі вогнестійкості будівельних конструкцій - Таблиця 1

Фактичні межі виявляються при виконанні випробувальних обстежень конкретних конструкцій у штучно створеній пожежній ситуації.А саме — фактична межа вогнестійкості конструкцій не повинна бути меншою за необхідний показник.

Для зіставлення необхідної і фактичної межі використовується спеціальна форма.

Ступені та межі вогнестійкості різних типів конструкцій

Будівельні конструкції відносять до несучих елементів будівель та споруд згідно з нормативними документами з пожежної безпеки.

Металеві конструкції

Межі вогнестійкості більшості незахищених конструкцій з металу дуже низькі.

Виняток становлять колони, що мають масивний суцільний перетин: межа їх вогнестійкості без захисту може досягати R45. Однак такі конструкції в будівельній практиці застосовуються вкрай рідко. вогнестійкості.

Виняток становлять елементи в складі протипожежних перешкод. досягає критичних значень прогріву металу.Матеріал втрачає міцність настільки, що конструкція вже нездатна витримувати додані до неї зовнішні навантаження. Внаслідок цього несуча здатність (R) критично знижується.

Максимальні значення температури (Tcr) прогріву різних металевих конструкцій при нормативних експлуатаційних навантаженнях наведено в таблиці:

Матеріал конструкції	Tcr, град.
Сталь вуглецева Ст3, Ст5	470
Низьколегована сталь марки:
25Г2С	550
30ХГ2С	500
Алюмінієві сплави марки:
АМг-6,	225
АВ-Т1Д1Т,	250
Д16ТВ92Т	165

Вогнестійкість металевих конструкцій - Таблиця 2

Як видно з таблиці, критична температура для алюмінієвих конструкцій у 2-3 рази нижча, ніж для сталевих. Якщо потрібно забезпечити вогнестійкість вище R15, використовують різні способи: облицювання матеріалами, що не згорають, покриття спеціальними захисними фарбами і обмазками. І навіть наповнення порожнистих елементів водою із природною чи примусовою циркуляцією. Також застосовують вогнестійкі конструкції.

Дерев'яні конструкції

На відміну від металу, деревина – горючий матеріал. Тому гранична вогнестійкість дерев'яних конструкцій залежить від 2 факторів: часу від початку впливу до займання деревини та періоду від займання до настання тих чи інших граничних станів.

Традиційно підвищення межі вогнестійкості дерева наносять спеціальні штукатурки. Шар товщиною 2 см на колоні цього матеріалу здатний підвищити її характеристики до R60. Одним з ефективних способів вогнезахисту конструкцій з дерева є нанесення спеціальних звичайних фарб, що спучуються і просочення антипіренами.

Час від початку впливу до займання деревини в залежності від способу підвищення стійкості наведено в таблиці нижче:

Спосіб вогнезахисту	Час до займання деревини, хв
Без вогнезахисту	4
При захисті напівжорсткою мінераловатною плитою товщиною 70 мм.	35
При захисті штукатуркою гіпсовою товщиною 10-12 мм.	30
При захисті цементною штукатуркою по металевій сітці завтовшки 10-12 мм.	30
При захисті азбоцементними плоскими листами завтовшки 10-12 мм.	20
При захисті покриттям, що спучуються, ВПД в 4 шари або ОФП-9 в 2 шари	8

Вогнестійкість дерев'яних конструкцій - Таблиця 3

Вогнестійкість залізобетонних конструкцій

Межа вогнестійкості ЗБВ залежить від низки чинників: геометричної конфігурації, рівня експлуатаційних навантажень, конструктивної схеми. А також – від товщини захисних шарів бетону та типу арматури. Важливе значення має клас матеріалу, його вологість та інші властивості.

При пожежі межа вогнестійкості залізобетонних конструкцій настає за рахунок таких факторів:

зниження міцності бетону під час нагрівання;
теплового розширення та температурної повзучості арматури;
появи наскрізних отворів чи тріщин;
втрати теплоізоляційних якостей.

Найбільш чутливими до дії відкритого полум'я є залізобетонні конструкції, що згинаються: балки, плити, прогони і ригелі. Межа їхньої вогнестійкості при стандартних випробуваннях зазвичай знаходиться в межах значень R45-R90. Такі малі коефіцієнти згинальних елементів пояснюються тим, що робоча арматура розтягнутої ділянки цих конструкцій, від якої залежить їх несуча здатність, захищена від пожежі тільки тонким шаром бетону. Це визначає високу швидкість прогріву до критичної температури.

Фактичні межі вогнестійкості залізобетонних та бетонних конструкцій наведені в таблицях нижче:

Вид бетону та характеристика плит		Мінімальна товщина плити (t) та відстань до осі арматури (a), мм	Межі вогнестійкості, хв.
Вид бетону та характеристика плит			15	30	60	90	120	150	180
Важкий	товщина плити	t	30	50	80	100	120	140	155
	спирання з обох боків або за контуром при ly/lx ≥1,5	a	10	15	25	35	45	60	70
	спирання за контуром при ly/lx	a	10	10	10	15	20	30	40
Легкий(γв = 1,2т/м3)	товщина плити	t	30	40	60	75	90	105	120
	спирання з обох боків або за контуром при ly/lx ≥1,5	a	10	10	20	30	40	50	55
	спирання за контуром при ly/lx	a	10	10	10	10	15	25	30

Вогнестійкість залізобетонних конструкцій – Таблиця 4

Одним із методів підвищення цих меж є застосування вогнестійких конструкцій. Однак при виборі слід довіряти лише перевіреним виробникам, які пропонують сертифіковану продукцію.

Вас також може зацікавити

Яка межа вогнестійкості має бути біля стін?

Стаття 87. Вимоги до вогнестійкості та пожежної небезпеки будівель, споруд та пожежних відсіків