Степень огнестойкости здания: требования и расчеты. Классификация зданий и сооружений по степени огнестойкости

Пожары, возникающие по вине человека, стали довольно частым и распространенным явлением. Тысячи возгораний происходят ежегодно, что является причиной целого ряда неприятных последствий. Поэтому при строительстве сооружений большое значение имеет степень огнестойкости здания. Каждому возведенному объекту присваивается определенный номер огнестойкости, согласно имеющейся классификации. Дальше более подробно рассмотрим классификацию и опишем параметры каждого из классов.

Что такое степень огнестойкости?

Степень огнестойкости сооружения	Класс пожаробезопасности сооружения	Максимально допустимая высота сооружения, см	Допустимая S этажа, см2
I	Со Со Сl	7500 5000 2800	250000 250000 220000
II	Cо Cо Cl	2800 2800 1500	180000 180000 180000
III	Cо Cl C2	500 500 200	10000 80000 120000
IV	Без нормирования	500	50000
V	Без нормирования

СНиП 31-01-03

Под этим определением понимают способность сооружений сдерживать расширение воспламеняемой площади без потери зданием способности дальнейшей эксплуатации. Перечень этих свойств состоит из ограждающей и несущей способностей.

Если сооружение утратит несущую способность – оно непременно обрушиться. Именно под разрушением подразумевается это определение. Что касается ограждающей способности, то ее потерей считается уровень прогрева материалов до образования трещин или отверстий, через которые продукты горения смогут распространиться в смежные комнаты или же прогрев до температуры, при которой начинается процесс горения материала.

Показатель предельной степени огнестойкости сооружений – временный промежуток от момента образования возгорания до возникновения признаков таких потерь (измеряется в часах). Для испытания показателей материалов в условиях пожара берется опытный образец и помещается в оборудование для таких опытов – специальная печь. В условиях печи на предмет испытаний воздействуют огнем высокой температуры, при этом на материал возлагается нагрузка, характерная для определенного проекта.

Степень огнестойкости, при определении ее предела, также зависит от способности повышения температуры в отдельных точках или среднее значение повышения температурных показателей по поверхности, которое сравнивается с изначальным. Минимальное сопротивление огневому воздействию имеют элементы конструкции сооружения, выполненные из метала, а максимальное – железобетонные, при изготовлении которых применялся цемент с высокими характеристиками огнестойкости. Максимальное значение степени огнестойкости может достигать 2.5 ч.

Также при определении способности конструкции противостоять огню в расчет берется предел распространения огня. Он равнозначен размерам повреждений на участках, которые были вне зоны горения. Этот показатель может составлять 0-40 см.

Можно смело утверждать, что степень огнестойкости сооружений напрямую зависит от способности материалов, которые используют при его строительстве, противостоять высоких температурам, воздействующим на поверхность в среде пожара.

По степени горения материалы разделены на 3 группы:

• Несгораемые (конструкции из железобетона, кирпич, каменные элементы).
• Трудносгораемые (материалы из группы сгораемых, устойчивость к огню которых повышена с помощью обработки специальными средствами).
• Сгораемые (быстро воспламеняются и хорошо горят).

Для классификации материалов используется специальный свод документов – СнИП.

Как определяется?

Степень огнестойкости – представитель наиболее значимых параметров сооружения, не уступающий в важности особенностям конструкции с точки зрения пожаробезопасности и функциональным характеристикам. Но на что обратить внимание для того, чтобы ее определить с предельной точностью? Для этого нужно рассмотреть такие параметры сооружения:

• Этажность.
• Реальная площадь сооружения.
• Характер назначения здания: промышленное, жилое, коммерческое и др.

Для определения степени огнестойкости (I, II и др.) нужно определяться исключительно на нормативные документы и приведенной в СнИП. Также для таких целей и проектирования высотных сооружений используют ДБН 1.1-7-2002, для определения пожаробезопасности многоэтажных сооружений используют 4 ДБН В.2.2-15-2005, а для ознакомления с требованиями пожаробезопасности к сооружениям с большим количеством этажей применяют 9 ДБН В.2.2-24:2009. Только использование специальной документации позволит получить наиболее полную информацию о степенях огнестойкости зданий с разными конструктивными особенностями.

Трехэтажный дом расположен на участке таким образом, что дом соседа находится совсем рядом, всего в 2 метрах от свеса крыши первого дома. Оба дома – деревянные, покрытые битумной черепицей. К каждому дому пристроены бани и подсобные постройки.

В случае пожара, удастся ли спасти один дом, если другой загорится? Можно ли было так близко строить дома друг от друга?

Чтобы понимать, какой вы можете строить дом по противопожарным правилам и где на участке можете дом располагать относительно других строений и соседских домов, какой должна быть степень огнестойкости жилого дома, внимательно посмотрите на таблицу огнестойкости зданий.

Огнестойкость жилого дома (таблица):

Степень огнестойкости жилого дома I. Дом должен быть построен из кирпича, камня, бетонных блоков. Утепление должно производиться негорючими материалами. Перекрытия должны быть из железобетонных плит. Кровля должна быть выполнена из негорючих материалов – натуральная черепица, металлочерепица, шифер, профнастил.

Степень огнестойкости жилого дома II. Дом построен из кирпича, блоков. Перекрытия могут быть исполнены из дерева с защитой их штукатуркой или негорючими плитными материалами. Стропильная система при исполнении из дерева должна быть обработана огнезащитными пропитками. Утепление может производиться негорючими материалами, либо материалами с пределом огнестойкости Г1 и Г2.

Степень огнестойкости жилого дома III. Каркасный дом, построенный на металлическом каркасе. Все элементы каркаса – металлические, в том числе стропильная система. Утеплитель в металлическом каркасе – негорючий или группы Г1 или Г2. Обшивка такого дома – только из негорючего листового материала, например из металлосайдинга.

Степень огнестойкости жилого дома IIIб. Одноэтажный каркасный дом на деревянном каркасе с огнезащитной обработкой. Все деревянные элементы каркаса и обшивки дома подвергаются обработке огнезащитными пропитками. Утеплитель – негорючий или группы с пределом огнестойкости Г1 или Г2.

Степень огнестойкости жилого дома IV. Дом на деревянном каркасе с защитой каркаса и стен штукатурными покрытиями. Огнезащитная обработка должна быть только у элементов чердачного перекрытия – лаг и обрешетки. Обшивка может быть из любого материал, требования по огнестойкости к обшивке в данной категории не предъявляются.

Степень огнестойкости жилого дома IVб. То же самое, что и степень IV, только каркас – металлический и дом в один этаж. Ограждающие конструкции должны быть из листовых металлических либо любых других негорючих материалов. Утеплитель можно использовать групп Г3 или Г4.

Степень огнестойкости жилого дома 5. Все остальные здания, которые не попали в указанные выше категории и к которым не предъявляются требования по пределу распространения огня и огнестойкости.

Согласно этой таблице, можно определить огнестойкость жилого дома, отнести каждый дом по применяемым материалам к конкретной категории, и соответствующим образом планировать застройку участка. Если же дома уже построены, то можно организовать противопожарные мероприятия – обшивку негорючими материалами, утепление негорючими утеплителями и тому подобное.

Это позволит повысить огнестойкость жилого дома, даже если он исполнен из дерева или если этот дом выстроен высоким — в 3 этажа и более.

1.1. Здания, сооружения, а также части зданий и сооружений, выделенные противопожарными стенами 1–го типа (пожарные отсеки), подразделяются по степеням огнестойкости. Степень огнестойкости зданий определяется минимальными пределами огнестойкости строительных конструкций и максимальными пределами распространения огня по этим конструкциям.

Пределы огнестойкости самонесущих стен, учитывающих при расчете жесткости и устойчивости зданий, необходимо принимать по гр. 2 табл. 10.1.

В случаях, когда в табл. 10.1. минимальный предел огнестойкости конструкций равен 0.25 ч, допускается применять незащищенные стальные конструкции, а в труднодоступных пунктах строительства, кроме того, кроме того, наружные ограждающие конструкции из алюминиевых листов независимо от их предела огнестойкости.

В зданиях 2 степени огнестойкости производственного и складского назначения допускается применять колонны с пределом огнестойкости 0.75 ч.

Допускается в зданиях всех степеней огнестойкости применять гипсокартонные листы по ГОСТ 6266 – 89 для облицовки металлических конструкций с целью повышения их предела огнестойкости.

В зданиях всех степеней огнестойкости для выделения рабочих мест в пределах помещения допускается применять перегородки (остекленные или с сеткой при высоте глухой части не более 1.2 м, сборно-разборные и раздвижные) с ненормируемыми пределами огнестойкости и пределами распространения огня.

1.2. Степень огнестойкости зданий принимается в проекте в зависимости от их назначения, категории по взрывопожарной и пожарной опасности, этажности, площади этажа в пределах пожарного отсека, кроме случаев, установленных в нормативных документах.

Примерные конструктивные характеристики зданий в зависимости от их степени огнестойкости приведены в табл. 10.1.

Таблица 10.1. Пределы огнестойкости строительных конструкций

Степень огнестойкости зданий	Минимальные пределы огнестойкости строительных конструкций, ч (над чертой), и максимальные пределы распространения огня под ним, см (под чертой)
						Лестничные площадки, косоуры, ступени, балки и марши лестничных клеток	Плиты настилы (в том числе с утеплителем) и и другие несущие конструкции	Элементы покрытий
	Несущие лестничных клеток	самонесущие	Наружные ненесущие (в том числе из навесных панелей)	Внутренние ненесущие перегородки				Плиты, настилы (в том числе с утеплителем) и прогоны	Балки, фермы, арки, рамы
								0,25/0;0,5/25(40)
	Не нормируется

Таблица 10.2. Примерные конструктивные характеристики зданий в зависимости от их степени огнестойкости.

Степень огнестой-кости	Конструктивные характеристики
	Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов
	То же. В покрытиях зданий допускается применять незащищенные стальные конструкции.
	Здания с преимущественно каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих листовых материалов с трудногорючим утеплителем.
	Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из цельной или клееной древесины, подвергнутой огнезащитной обработке, обеспечивающей требуемый редел распространения огня. Ограждающие конструкции – из панелей или поэлементной сборки, выполненные с применением древесины или материалов на ее основе. Древесина и другие горючие материалы ограждающих конструкций должны быть подвергнуты огнезащитной обработке или защищены от воздействия огня и высоких температур таким образом, чтобы обеспечить требуемый предел распространения огня.
	Здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих или трудно горючих материалов, защищенных от огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
	Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих материалов с горючим утеплителем.
	Здания, к несущим и ограждающим конструкциям которых не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня.

ПОСОБИЕ

ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРЕДЕЛОВ ОГНЕСТОЙКОСТИ КОНСТРУКЦИЙ,

ПРЕДЕЛОВ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ ПО КОНСТРУКЦИЯМ И ГРУПП ВОЗГОРАЕМОСТИ МАТЕРИАЛОВ

ВНИМАНИЕ!!!

Разработано к СНиП II-2-80 "Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений". Приведены справочные данные о пределах огнестойкости и распространения огня по строительным конструкциям из железобетона, металла, древесины, асбестоцемента, пластмасс и других строительных материалов, а также данные о группах возгораемости строительных материалов.

Для инженерно-технических работников проектных, строительных организаций и органов государственного пожарного надзора. Табл. 15, рис. 3.

ПРЕДИСЛОВИЕ

Настоящее Пособие разработано к СНиП II-2-80 "Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений". Оно содержит данные о нормируемых показателях огнестойкости и пожарной опасности строительных конструкций и материалов.

Раздел 1 пособия разработан ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук проф. И.Г. Романенков, канд. техн. наук В.Н. Зигерн-Корн). Раздел 2 разработан ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук И.Г. Романенков, кандидаты техн. наук В.Н. Зигерн-Корн, Л.Н. Брускова, Г.М. Кирпиченков, В.А. Орлов, В.В. Сорокин, инженеры А.В. Пестрицкий, В.И. Яшин); НИИЖБ (д-р техн. наук В.В. Жуков; д-р техн. наук, проф. А.Ф. Милованов; канд. физ.-мат. наук А.Е. Сегалов, кандидаты техн. наук А.А. Гусев, В.В. Соломонов, В.М. Самойленко; инженеры В.Ф. Гуляева, Т.Н. Малкина); ЦНИИЭП им. Мезенцева (канд. техн. наук Л.М. Шмидт, инж. П.Е. Жаворонков); ЦНИИПромзданий (канд. техн. наук В.В. Федоров, инженеры Э.С. Гиллер, В.В. Сипин) и ВНИИПО (д-р техн. наук, проф. А.И. Яковлев; кандидаты техн. наук В.П. Бушев, С.В. Давыдов, В.Г. Олимпиев, Н.Ф. Гавриков; инженеры В.3.Волохатых, Ю.А. Гринчик, Н.П. Савкин, А.Н. Сорокин, В.С. Харитонов, Л.В. Шейнина, В.И. Щелкунов). Раздел 3 разработан ЦНИИСК им. Кучеренко (д-р техн. наук, проф. И.Г. Романенков, канд. хим. наук Н.В.Ковыршина, инж. В.Г.Гончар) и Институтом горной механики АН Груз. ССР (канд. техн. наук Г.С. Абашидзе, инженеры Л.И. Мирашвили, Л.В. Гурчумелия).

При разработке Пособия использованы материалы ЦНИИЭП жилища и ЦНИИЭП учебных зданий Госгражданстроя, МИИТ МПС СССР, ВНИИСТРОМ и НИПИсиликатобетон Минпромстройматериалов СССР.

Использованный в Руководстве текст СНиП II-2-80 набран полужирным шрифтом. Его пункты имеют двойную нумерацию, в скобках дана нумерация по СНиП.

В случаях, когда приведенные в Пособии сведения недостаточны для установления соответствующих показателей конструкций и материалов, за консультациями и с заявками на проведение огневых испытаний следует обращаться в ЦНИИСК им. Кучеренко или НИИЖБ Госстроя СССР. Основанием для установления этих показателей могут также служить результаты испытаний, выполненных в соответствии со стандартами и методиками, утвержденными или согласованными Госстроем СССР.

Замечания и предложения по Пособию просьба направлять по адресу: Москва, 109389, 2-я Институтская ул., д.6, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Пособие составлено в помощь проектным, строительным организациям и органам пожарной охраны с целью сокращения затрат времени, труда и материалов на установление пределов огнестойкости строительных конструкций, пределов распространения огня по ним и групп возгораемости материалов, нормируемых СНиП II-2-80.

1.2.(2.1). Здания и сооружения по огнестойкости подразделяются на пять степеней. Степень огнестойкости зданий и сооружений определяется пределами огнестойкости основных строительных конструкций и пределами распространения огня по этим конструкциям.

1.3.(2.4). Строительные материалы по возгораемости подразделяются на три группы: несгораемые, трудносгораемые и сгораемые.

1.4. Пределы огнестойкости конструкций, пределы распространения огня по ним, а также группы возгораемости материалов, приведенные в настоящем Пособии, следует вносить в проекты конструкций при условии, что их исполнение полностью соответствует описанию, данному в Пособии. Материалы Пособия следует также использовать при разработке новых конструкций.

2. СТРОИТЕЛЬНЫЕ КОНСТРУКЦИИ. ПРЕДЕЛЫ ОГНЕСТОЙКОСТИ И ПРЕДЕЛЫ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ

2.1(2.3). Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются по стандарту СЭВ 1000-78 "Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость".

Предел распространения огня по строительным конструкциям определяется по методике, приведенной в прил.2.

ПРЕДЕЛ ОГНЕСТОЙКОСТИ

2.2. За предел огнестойкости строительных конструкций принимается время (в часах или минутах) от начала их огневого стандартного испытания до возникновения одного из предельных состояний по огнестойкости.

2.3. Стандарт СЭВ 1000-78 различает следующие четыре вида предельных состояний по огнестойкости: по потере несущей способности конструкций и узлов (обрушение или прогиб в зависимости от типа конструкций); до теплоизолирующей. способности - повышение температуры на необогреваемой поверхности в среднем более чем на 160 °C 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; по плотности - образование в конструкциях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя; для конструкций, защищенных огнезащитными покрытиями и испытываемых без нагрузок, предельным состоянием будет достижение критической температуры материала конструкции.

Для наружных стен, покрытий, балок, ферм, колонн и столбов предельным состоянием является только потеря несущей способности конструкций и узлов.

2.4. Предельные состояния конструкций по огнестойкости, указанные в п.2.3, в дальнейшем для краткости будем называть соответственно I, II, III и IV предельными состояниями конструкции по огнестойкости.

В случаях определения предела огнестойкости при нагрузках, определяемых на основании подробного анализа условий, возникающих во время пожара и отличающихся от нормативных, предельное состояние конструкции будем обозначать 1А.

2.5. Пределы огнестойкости конструкций могут быть определены и расчетным путем. В этих случаях испытания допускается не проводить.

Определение пределов огнестойкости расчетным путем следует выполнять по методикам, одобренным Главтехнормированием Госстроя СССР.

2.6. Для ориентировочной оценки предела огнестойкости конструкций при их разработке и проектировании можно руководствоваться следующими положениями:

а) предел огнестойкости слоистых ограждающих конструкций по теплоизолирующей способности равен, а, как правило, выше суммы пределов огнестойкости отдельно взятых слоев. Отсюда следует, что увеличение числа слоев ограждающей конструкции (оштукатуривание, облицовка) не уменьшает ее предела огнестойкости по теплоизолирующей способности. В отдельных случаях введение дополнительного слоя может не дать эффекта, например, при облицовке листовым металлом с необогреваемой стороны;

б) пределы огнестойкости ограждающих конструкций с воздушной прослойкой в среднем на 10% выше пределов огнестойкости тех же конструкций, но без воздушной прослойки; эффективность воздушной прослойки тем выше, чем больше она удалена от нагреваемой плоскости; при замкнутых воздушных прослойках их толщина не влияет на предел огнестойкости;

в) пределы огнестойкости ограждающих конструкций с несимметричным расположением слоев зависят от направленности теплового потока. С той стороны, где вероятность возникновения пожара выше, рекомендуется располагать несгораемые материалы с низкой теплопроводностью;

г) увеличение влажности конструкций способствует уменьшению скорости прогрева и повышению огнестойкости за исключением тех случаев, когда увеличение влажности увеличивает вероятность внезапного хрупкого разрушения материала или появления местных выколов, особенно опасно это явление для бетонных и асбестоцементных конструкций;

д) предел огнестойкости нагруженных конструкций уменьшается с увеличением нагрузки. Наиболее напряженное сечение конструкций, подверженное воздействию огня и высоких температур, как правило, определяет величину предела огнестойкости;

е) предел огнестойкости конструкции тем выше, чем меньше отношение обогреваемого периметра сечения ее элементов к их площади;

ж) предел огнестойкости статически неопределимых конструкций, как правило, выше предела огнестойкости аналогичных статически определимых конструкций за счет перераспределения усилий на менее напряженные и нагреваемые с меньшей скоростью элементы; при этом необходимо учитывать влияние дополнительных усилий, возникающих вследствие температурных деформаций;

з) возгораемость материалов, из которых выполнена конструкция, не определяет ее предела огнестойкости. Например, конструкции из тонкостенных металлических профилей имеют минимальный предел огнестойкости, а конструкции из древесины имеют более высокий предел огнестойкости, чем конструкции из стали при тех же отношениях обогреваемого периметра сечения к его площади и величины действующих напряжений к временному сопротивлению или пределу текучести. В то же время следует учитывать, что применение сгораемых материалов вместо трудносгораемых или несгораемых может понизить предел огнестойкости конструкции, если скорость его выгорания будет выше скорости прогревания.

Для оценки предела огнестойкости конструкций на основании вышеперечисленных положений необходимо располагать достаточными сведениями о пределах огнестойкости конструкций, аналогичных рассматриваемым по форме, использованным материалам и конструктивному исполнению, а также сведениями об основных закономерностях их поведения при пожаре или огневых испытаниях.

2.7. В случаях, когда в табл.2-15 пределы огнестойкости указаны для однотипных конструкций различных размеров, предел огнестойкости конструкции, имеющей промежуточный размер, может определяться по линейной интерполяции. Для железобетонных конструкций при этом должна осуществляться интерполяция и по величине расстояния до оси арматуры.

ПРЕДЕЛ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ОГНЯ

2.8. (прил.2, п.1). Испытание строительных конструкций на распространение огня заключается в определении размера повреждения конструкции вследствие ее горения за пределами зоны нагрева - в контрольной зоне.

2.9. Повреждением считается обугливание или выгорание материалов, обнаруживаемое визуально, а также оплавление термопластичных материалов.

За предел распространения огня принимается максимальный размер повреждения (см), определяемый по методике испытания, изложенной в прил.2 к СНиП II-2-80.

2.10. На распространение огня испытывают конструкции, выполненные с применением сгораемых и трудносгораемых материалов, как правило, без отделки и облицовки.

Конструкции, выполненные только из несгораемых материалов, следует считать не распространяющими огонь (предел распространения огня по ним следует принимать равным нулю).

Если при испытании на распространение огня повреждение конструкций в контрольной зоне составляет не более 5 см, ее также следует считать не распространяющей огонь.

2.11. Для предварительной оценки предела распространения огня могут быть использованы следующие положения:

а) конструкции, выполненные из сгораемых материалов, имеют предел распространения огня по горизонтали (для горизонтальных конструкций - перекрытий, покрытий, балок и т.п.) более 25 см, а по вертикали (для вертикальных конструкций - стен, перегородок, колонн и т.п.) - более 40 см;

б) конструкции, выполненные из сгораемых или трудносгораемых материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур несгораемыми материалами, могут иметь предел распространения огня по горизонтали менее 25 см, а по вертикали - менее 40 см при условии, что защитный слой в течение всего времени испытания (до полного остывания конструкции) не прогреется в контрольной зоне до температуры воспламенения или начала интенсивного термического разложения защищаемого материала. Конструкция может не распространять огонь при условии, что наружный слой, выполненный из несгораемых материалов, в течение всего времени испытания (до полного остывания конструкции) не прогреется в зоне нагрева до температуры воспламенения или начала интенсивного термического разложения защищаемого материала;

в) в случаях, когда конструкция может иметь различный предел распространения огня при нагревании с разных сторон (например, при несимметричном расположении слоев в ограждающей конструкции), этот предел устанавливается по его максимальному значению.

БЕТОННЫЕ И ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

2.12. Основными параметрами, которые оказывают влияние на предел огнестойкости бетонных и железобетонных конструкций являются: вид бетона, вяжущего и заполнителя; класс арматуры; тип конструкции; форма поперечного сечения; размеры элементов; условия их нагрева; величина нагрузки и влажность бетона.

2.13. Увеличение температуры в бетоне сечения элемента во время пожара зависит от вида бетона, вяжущего и заполнителей, от отношения поверхности, на которую действует пламя, к площади поперечного сечения. Тяжелые бетоны с силикатным заполнителем прогреваются быстрее, чем с карбонатными заполнителями. Облегченные и легкие бетоны тем медленнее прогреваются, чем меньше их плотность. Полимерная связка, как и карбонатный заполнитель, уменьшает скорость прогрева бетона вследствие происходящих в них реакций разложения, на которые расходуется тепло.

Массивные элементы конструкции лучше сопротивляются воздействию огня; предел огнестойкости колонн, нагреваемых с четырех сторон, меньше предела огнестойкости колонн при одностороннем нагреве; предел огнестойкости балок при воздействии на них огня с трех сторон меньше предела огнестойкости балок, нагреваемых с одной стороны.

2.14. Минимальные размеры элементов и расстояния от оси арматуры до поверхностей элемента принимаются по таблицам настоящего раздела, но не менее требуемых главой СНиП II-21-75 "Бетонные и железобетонные конструкции".

2.15. Расстояние до оси арматуры и минимальные размеры элементов для обеспечения требуемого предела огнестойкости конструкций зависят от вида бетона. Легкие бетоны имеют теплопроводность на 10-20%, а бетоны с крупным карбонатным заполнителем на 5-10% меньше, чем тяжелые бетоны с силикатным заполнителем. В связи с этим расстояние до оси арматуры для конструкции из легкого бетона или из тяжелого бетона с карбонатным заполнителем может быть принято меньше, чем для конструкций из тяжелого бетона с силикатным заполнителем при одинаковом пределе огнестойкости выполненных из этих бетонов конструкций.

Величины пределов огнестойкости, приведенные в табл.2-6, 8, относятся к бетону с крупным заполнителем из силикатных пород, а также к плотному силикатному бетону. При применении заполнителя из карбонатных пород минимальные размеры как поперечного сечения, так и расстояние от осей арматуры до поверхности изгибаемого элемента могут быть уменьшены на 10%. Для легких бетонов уменьшение может быть на 20% при плотности бетона 1,2 т/м 3 и на 30% для изгибаемых элементов (см. табл.3, 5, 6, 8) при плотности бетона 0,8 т/м 3 и керамзитоперлитобетона с плотностью 1,2 т/м 3 .

2.16. Во время пожара защитный слой бетона предохраняет арматуру от быстрого нагрева и достижения ее критической температуры, при которой наступает предел огнестойкости конструкции.

Если принятое в проекте расстояние до оси арматуры меньше требуемого для обеспечения необходимого предела огнестойкости конструкций, следует его увеличить или применить дополнительные теплоизоляционные покрытия по подвергаемым огню поверхностям элемента *. Теплоизоляционное покрытие из известково-цементной штукатурки (толщиной 15 мм), гипсовой штукатурки (10 мм) и вермикулитовой штукатурки или теплоизоляции из минерального волокна (5 мм) эквивалентны увеличению на 10 мм толщины слоя тяжелого бетона. Если толщина защитного слоя бетона больше 40 мм для тяжелого бетона и 60 мм для легкого бетона, защитный слой бетона должен иметь дополнительное армирование со стороны огневого воздействия в виде сетки арматуры диаметром 2,5-3 мм (ячейками 150х150 мм). Защитные теплоизоляционные покрытия толщиной более 40 мм также должны иметь дополнительное армирование.

* Дополнительные теплоизоляционные покрытия могут выполняться в соответствии с "Рекомендациями по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций" - М.; Стройиздат, 1984.

В табл.2, 4-8 приведены расстояния от обогреваемой поверхности до оси арматуры (рис.1 и 2).

Рис.1. Расстояния до оси арматуры

Рис.2. Среднее расстояние до оси арматуры

В случаях расположения арматуры в разных уровнях среднее расстояние до оси арматуры a должно быть определено с учетом площадей арматуры (A 1 , A 2 , …, A n ) и соответствующих им расстояний до осей (a 1 , a 2 , …, a n ), измеренных от ближайшей из обогреваемых (нижней или боковой) поверхностей элемента, по формуле

.

2.17. Все стали снижают сопротивление растяжению или сжатию при нагреве. Степень уменьшения сопротивления больше для упрочненной высокопрочной арматурной проволочной стали, чем для стержневой арматуры из малоуглеридостой стали.

Предел огнестойкости изгибаемых и внецентренно сжатых с большим эксцентриситетом элементов по потере несущей способности зависит от критической температуры нагрева арматуры. Критической температурой нагрева арматуры является температура, при которой сопротивление растяжению или сжатию уменьшается до величины напряжения, возникающего в арматуре от нормативной нагрузки.

2.18. Табл.5-8 составлены для железобетонных элементов с ненапрягаемой и преднапряженной арматурой в предположении, что критическая температура нагрева арматуры равна 500 °С. Это соответствует арматурным сталям классов A-I, A-II, А-Iв, А-IIIв, A-IV, Ат-IV, A-V, Ат-V. Отличие критических температур для других классов арматуры следует учитывать, умножая приведенные в табл.5-8 пределы огнестойкости на коэффициент j или деля приведенные в табл.5-8 расстояния до осей арматуры на этот коэффициент. Значения j следует принимать:

1. Для перекрытий и покрытий из сборных железобетонных плоских плит сплошных и многопустотных, армированных:

а) сталью класса A-III, равным 1,2;

б) сталями классов A-VI, AT-VI, AT-VII, B-I, ВР-I, равным 0,9;

в) высокопрочной арматурной проволокой классов B-II, Вр-II или арматурными канатами класса К-7, равным 0,8.

2. Для перекрытий и покрытий из сборных железобетонных плит с продольными несущими ребрами "вниз" и коробчатого сечения, а также балок, ригелей и прогонов в соответствии с указанными классами арматур: а) j = 1,1; б) j = 0,95; в) j = 0,9.

2.19. Для конструкций из любого вида бетона должны быть соблюдены минимальные требования, предъявляемые к конструкциям из тяжелого бетона с пределом огнестойкости 0,25 или 0,5 ч.

2.20. Пределы огнестойкости несущих конструкций в табл.2, 4-8 и в тексте приведены для полных нормативных нагрузок с соотношением длительно действующей части нагрузки G ser к полной нагрузке V ser , равной 1. Если это отношение равно 0,3, то предел огнестойкости увеличивается в 2 раза. Для промежуточных значений G ser / V ser предел огнестойкости принимается по линейной интерполяции.

2.21. Предел огнестойкости железобетонных конструкций зависит от их статической схемы работы. Предел огнестойкости статически неопределимых конструкций больше, чем предел огнестойкости статически определимых, если в местах действия отрицательных моментов имеется необходимая арматура. Увеличение предела огнестойкости статически неопределимых изгибаемых железобетонных элементов зависит от соотношения площадей сечения арматуры над опорой и в пролете согласно табл.1.

Таблица 1

Отношение площади арматуры над опорой к площади арматуры в пролете	Увеличение предела огнестойкости изгибаемого статически неопределимого элемента, %, по сравнению с пределом огнестойкости статически определимого элемента

Примечание. Для промежуточных отношений площадей увеличение предела огнестойкости принимается по интерполяции.

Влияние статической неопределимости конструкций на предел огнестойкости учитывается при соблюдении следующих требований:

а) не менее 20% требуемой на опоре верхней арматуры должно проходить над серединой пролета;

б) верхняя арматура над крайними опорами неразрезной системы должна заводиться на расстояние не менее 0,4l в сторону пролета от опоры и затем постепенно обрываться (l - длина пролета);

в) вся верхняя арматура над промежуточными опорами должна продолжаться к пролету не менее чем на 0,15l и затем постепенно обрываться.

Изгибаемые элементы, заделанные на опорах, могут рассматриваться как неразрезные системы.

2.22. В табл.2 приведены требования к железобетонным колоннам из тяжелого и из легкого бетона. Они включают требования по размерам колонн, подвергаемых воздействию огня со всех сторон, а также находящихся в стенах и нагреваемых с одной стороны. При этом размер b относится только к колоннам, нагреваемая поверхность которых находится на одном уровне со стеной, или для части колонны, выступающей из стены и несущей нагрузку. Предполагается, что в стене отсутствуют отверстия вблизи колонны в направлении минимального размера b .

Для колонн сплошного круглого сечения в качестве размера b следует принимать их диаметр.

Колонны с параметрами, приведенными в табл.2, имеют внецентренно приложенную нагрузку или нагрузку со случайным эксцентриситетом при армировании колонн не более 3% от поперечного сечения бетона, за исключением стыков.

Предел огнестойкости железобетонных колонн с дополнительным армированием в виде сварных поперечных сеток, установленных с шагом не более 250 мм следует принимать по табл.2, умножая их на коэффициент 1,5.

Условия развития пожара в зданиях и сооружениях во многом определяются их огнестойкостью. Под огнестойкостью понимают способность материалов, конструкций и зданий в целом противо­стоять возгоранию, сохранять прочность, не разрушаться и не де­формироваться под действием высоких температур при пожаре.

Предел огнестойкости строительных конструкций определя­ется временем в часах и минутах от начала их огневого стандарт­ного испытания до возникновения одного из предельных состоя­ний по огнестойкости: по плотности - образование в конструк­циях сквозных трещин или сквозных отверстий, через которые проникают продукты горения или пламя; по теплоизолирующей способности - 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; по потере несущей спо­собности конструкций и узлов - обрушение или прогиб в зави­симости от типа конструкции. Наименьший предел огнестойкос­ти имеют незащищенные металлические конструкции, а наи­больший - железобетонные.

Степень огнестойкости зданий и сооружений зависит от груп­пы возгораемости и предела огнестойкости основных строитель­ных конструкций. В соответствии со СНиП «Противопожарные нормы» здания могут быть пяти степеней огнестойкости: I, II, III, IV и V. Наиболее безопасны в отношении пожаров здания I и II степеней огнестойкости.

В постройках и сооружениях I и II степеней огнестойкости все конструктивные элементы несгораемые (кроме крыш в зда­ниях с чердаками, которые могут быть сгораемыми) с пределами огнестойкости соответственно 0,5...2 ч. и 0,25...2 ч. При III степе­ни огнестойкости зданий и объектов несгораемыми должны быть только несущие стены, каркас, колонны, а перегородки, между­этажные и чердачные перекрытия могут быть из трудносгорае­мых материалов или из сгораемых, но оштукатуренных или обра­ботанных огнезащитным составом. В сооружениях IV степени ог­нестойкости несгораемыми могут быть только противопожарные стены (брандмауэры), разделяющие здания большой площади на части; несущие стены, колонны, перегородки и заполнение кар­касных стен должны быть трудносгораемыми, а несущие элемен­ты покрытий могут быть сгораемыми. У зданий V степени огне­стойкости все элементы, кроме брандмауэров, могут быть из сго­раемых строительных материалов.

В зданиях всех степеней огнестойкости допускается делать сго­раемыми: щитовые перегородки, остекленные при высоте глухой части до 1,2 м от пола, а также сборно-разборные и раздвижные; полы (кроме тех помещений, где применяют или хранят ЛВЖ и ГЖ); оконные переплеты, ворота и двери, кроме расположенных в противопожарных стенах; облицовку стен, перегородок и потол­ков, обрешетку крыш и стропила в зданиях с чердаками; кровлю в зданиях III, IV и V степеней огнестойкости с чердаками.