Пожарная безопасность строительных конструкций
Нормирование пожарной безопасности
Основные нормы и требования к пожарной безопасности зданий и сооружений указаны в №123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». Данный документ является основополагающим в этой области и регулирует нормы и правила в этой области выполнение которых должно осуществляться в обязательном порядке. Требования пожарной безопасности предъявляются как к строительным материалам и строительным конструкциям, так и к зданиям и сооружениям в целом. Иные документы, которые содержат в себе общие требования, связанные с противопожарной защитой, указаны в разделе 8 Приказа №1190 «ФЕДЕРАЛЬНОГО АГЕНТСТВА ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ» от 14 июля 2020 года.
К опасным факторам пожара, воздействующим на людей и имущество, относятся:
- пламя и искры;
- тепловой поток;
- повышенная температура окружающей среды;
- повышенная концентрация токсичных продуктов горения и термического разложения;
- пониженная концентрация кислорода;
- снижение видимости в дыму.
К сопутствующим проявлениям опасных факторов пожара относятся:
- осколки, части разрушившихся зданий, сооружений, транспортных средств, технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
- радиоактивные и токсичные вещества и материалы, попавшие в окружающую среду из разрушенных технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
- вынос высокого напряжения на токопроводящие части технологических установок, оборудования, агрегатов, изделий и иного имущества;
- опасные факторы взрыва, происшедшего вследствие пожара;
- воздействие огнетушащих веществ.
Соответственно требования к пожарной безопасности должны обеспечивать достаточное снижение влияния опасных и сопутствующих факторов пожара на людей и материально-техническую базу.
Пожарная безопасность строительных материалов
Пожарная опасность строительные материалов характеризуется следующими свойствами:
- горючесть;
- воспламеняемость;
- способность распространения пламени по поверхности;
- дымообразующая способность;
- токсичность продуктов горения.
По горючести строительные материалы делятся на негорючие (НГ) и горючие (Г1-Г4).
Строительные материалы относятся к негорючим при следующих значениях параметров горючести, определяемых экспериментальным путем: прирост температуры - не более 50 градусов Цельсия, потеря массы образца - не более 50 процентов, продолжительность устойчивого пламенного горения - не более 10 секунд. Для горючих строительных материалов, относящихся к группам Г1 и Г2, при испытании не допускается образование капель расплава. Для горючих строительных материалов, относящихся к группе Г3, при испытании не допускается образование горящих капель расплава. Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются. Теплоизоляционные плиты из каменной ваты производства ООО «РОКВУЛ» без покрытия (например, фольга и т. д.) являются негорючими.
Горючесть определяется в соответствии с испытаниями по ГОСТ 30244-94 "Материалы строительные. Методы испытаний на горючесть". Требования к оборудованию, количеству образцов указаны в разделе 7. Критерии отнесения того или иного материала к конкретной группе горючести указаны в таблице ниже:
| Группа горючести материалов | Параметры горючести | |||
| Температура дымовых газов T, °С | Степень повреждения по длине SL, % | Степень повреждения по массе Sm, % | Продолжительность самостоятельного горения Tc.г., С | |
| Г1 | ≤135 | ≤65 | ≤20 | 0 |
| Г2 | ≤235 | ≤85 | ≤50 | ≤30 |
| Г3 | ≤450 | >85 | ≤50 | ≤300 |
| Г4 | >450 | >85 | >50 | >300 |
| Примечание: Для материалов групп горючести Г1-Г3 не допускается образование горящих капель расплава при испытании. | ||||
Согласно методике испытаний, максимальная температура при проведении испытаний, которая регулируется в процессе, составляет 350 °С. Это позволяет предполагать, что данный показатель характеризует поведение строительного материала в начальной стадии пожара, так как на стандартной температурной кривой пожара уже через 5 минут температура превысит 500 °С.
Устоявшаяся практика применения строительных теплоизоляционных материалов в России уделяет большое внимание показателю «горючесть» при необходимости определения степени пожарной безопасности того или иного строительного материала хотя, для горючих материалов следует определять и другие свойства, характеризующие пожарную опасность строительных материалов. И делать вывод, исходя из полной совокупности данных свойств (подробнее можно прочитать в этом материале).
Воспламеняемость - способность веществ и материалов к воспламенению.
Данный параметр определяется в соответствии с испытаниями по ГОСТ 30402-96 «Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость». Сущность метода состоит в определении параметров воспламеняемости материала при заданных стандартом уровнях воздействия на поверхность образца лучистого теплового потока и пламени от источника зажигания. Воспламеняемость - способность веществ и материалов к воспламенению. Воспламенение - начало пламенного горения под действием источника зажигания, при настоящем стандартном испытании характеризуется устойчивым пламенным горением. Время воспламенения — это время от начала испытания до возникновения устойчивого пламенного горения. Горючие строительные материалы по параметру «Воспламеняемость» делятся на три группы – В1, В2, В3. Отнесение материала к той или иной группе зависит от значения поверхностной плотности лучистого теплового потока, при котором возникает пламенное горение материала (критическая поверхностная плотность температура теплового потока – КППТТП).
| Классификация строительных материалов по группам воспламеняемости | |
| Группа воспламеняемости материала | КППТП, кВт/м2 |
| В1 | 35 и более |
| В2 | От 20 до 35 |
| В3 | Менее 20 |
Распространение пламени - распространение пламенного горения по поверхности образца в результате воздействия огня.
Данный параметр определяется в соответствии с испытаниями по ГОСТ Р 51032-97 "Материалы строительные. Метод испытания на распространение пламени". Сущность метода состоит в определении критической поверхностной плотности теплового потока, величину которого устанавливают по длине распространения пламени по образцу в результате воздействия теплового потока на его поверхность. Горючие строительные материалы в зависимости от величины КППТП подразделяют на четыре группы распространения пламени: РП1, РП2, РП3, РП4.
| Группа распространения пламени | Критическая поверхностная плотность теплового потока, кВт/кв.м |
| РП1 | 11,0 и более |
| РП2 | от 8,0, но менее 11,0 |
| РП3 | от 5,0, но менее 8,0 |
| РП4 | менее 5,0 |
Дымообразование – способность материалов выделять дым при горении и тлении.
Дымообразующая способность определяется коэффициентом дымообразования, характеризующим оптическую плотность дыма при сгорании заданного объёма вещества в условиях испытаний. Дымообразующую способность всё ещё определяют по ГОСТ 12.1.044-89 «ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения». Сущность метода определения коэффициента дымообразования заключается в определении оптической плотности дыма, образующегося при горении или тлении известного количества испытуемого вещества или материала, распределенного в заданном объеме.
По дымообразующей способности горючие строительные материалы в зависимости от значения коэффициента дымообразования подразделяются на следующие группы:
- с малой дымообразующей способностью - коэффициент дымообразования до 50 м2/кг включ. (Д1);
- с умеренной дымообразующей способностью - коэффициент дымообразования св. 50 до 500 м2/кг включ. (Д2);
- с высокой дымообразующей способностью - коэффициент дымообразования св. 500 м2/кг (Д3).
Токсичность продуктов горения - отношение количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты вызывают гибель 50 % подопытных животных.
Токсичность продуктов горения также определяют по ГОСТ 12.1.044-89 «ССБТ. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения». Сущность метода определения показателя токсичности заключается в сжигании исследуемого материала в камере сгорания при заданной плотности теплового потока и выявлении зависимости летального эффекта газообразных продуктов горения от массы материала, отнесенной к единице объема экспозиционной камеры.
По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы по результатам испытаний подразделяются на следующие группы:
- малоопасные (Т1);
- умеренно опасные (Т2);
- высокоопасные (ТЗ);
- чрезвычайно опасные (Т4).
| Класс опасности | Hcl50, г·м-3, при времени экспозиции, мин | |||
| 5 | 15 | 30 | 60 | |
| Чрезвычайно опасные | До 25 | До 17 | До 13 | До 10 |
| Высокоопасные | 25-70 | 17-50 | 13-40 | 10-30 |
| Умеренно опасные | 70-210 | 50-150 | 40-120 | 30-90 |
| Малоопасные | Св. 210 | Св. 150 | Св. 120 | Св. 90 |
Именно совокупность свойств горючих строительных материалов характеризует их пожарную опасность, поэтому при выборе необходимо обращать внимание и на такие параметры, как воспламеняемость, распространение пламени, дымообразующая способность и токсичность продуктов горения.
Необходимость определять то или иное свойство горючего строительного материала определяется, исходя из его основной сферы применения, и указана в Таблице 27 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
| Назначение строительных материалов | Перечень необходимых показателей в зависимости от назначения строительных материалов | ||||
| Группа горючести | Группа распространения пламени | Группа воспламеняемости | Группа по дымообразующей способности | Группа по токсичности продуктов горения | |
| Материалы для отделки стен и потолков, в том числе покрытия из красок, эмалей, лаков | + | - | + | + | + |
| Материалы для покрытия полов, в том числе ковровые | - | + | + | + | + |
| Кровельные материалы | + | + | + | - | - |
| Гидроизоляционные и пароизоляционные материалы толщиной более 0,2 миллиметра | + | - | + | - | - |
| Теплоизоляционные материалы | + | - | + | + | + |
Пожарная безопасность строительных конструкций
Пожарная безопасность строительных конструкций характеризуется двумя показателями – Классом пожарной опасности строительных конструкций и их степенью огнестойкости. Пределы огнестойкости строительных конструкций должны соответствовать принятой степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков. Соответствие степени огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков и предела огнестойкости применяемых в них строительных конструкций приведено в таблице 21 123-ФЗ.
| Степень огнестойкости зданий, сооружений и пожарных отсеков * | Предел огнестойкости строительных конструкций | ||||||
| Несущие стены, колонны и другие несущие элементы | Наружные ненесущие стены | Перекрытия междуэтажные (в том числе чердачные и над подвалами) | Строительные конструкции бесчердачных покрытий | Строительные конструкции лестничных клеток | |||
| настилы (в том числе с утеплителем) | фермы, балки, прогоны | внутренние стены | марши и площадки лестниц | ||||
| 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 нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется | не нормируется |
Огнестойкость строительной конструкции — это способность строительной конструкции сохранять несущие и (или) ограждающие функции в условиях пожара.
Предел огнестойкости строительных конструкций определяется в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов по времени (в минутах) от начала огневого испытания или расчетного воздействия при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции предельных состояний по огнестойкости. Определение предела огнестойкости осуществляется по ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования» и по ГОСТ 30403-2012 «Конструкции строительные.
Метод испытаний на пожарную опасность.» В отличие от, например, метода определения группы горючести в данном случае температурный режим соответствует стандартной температурной кривой пожара:
| t, мин | T-T0, °С | Допускаемое значение отклонения H, % |
| 5 | 556 | ±15 |
| 10 | 659 | |
| 15 | 718 | ±10 |
| 30 | 821 | |
| 45 | 875 | ±5 |
| 60 | 925 | |
| 90 | 986 | |
| 120 | 1029 | |
| 150 | 1060 | |
| 180 | 1090 | |
| 240 | 1133 | |
| 360 | 1193 |
В отличие от большинства других испытаний при определении предела огнестойкости образцы несущих и самонесущих конструкций должны испытываться под нагрузкой. Распределение нагрузки и условия опирания образцов должны соответствовать расчетным схемам, принятым в технической документации. Ввиду этого образцы для испытаний должны иметь проектные размеры, соответствующие конструктивным особенностям.
| Наименование конструкции | Минимальные размеры зоны огневого воздействия на образец | ||
| Ширина | Длина | Высота | |
| Стены и перегородки | 3 | - | 3 |
| Покрытия и перекрытия, опирающиеся по двум сторонам | 2 | 4 | - |
| Покрытия и перекрытия, опирающиеся по четырем сторонам | 2,8 | 4 | - |
| Балки и другие горизонтальные стержневые конструкции | - | 4 | - |
| Колонны, столбы и другие вертикальные стержневые конструкции | - | - | 2,5 |
При испытании несущих и ограждающих конструкций различают следующие предельные состояния:
- Потеря несущей способности вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций (R).
- Потеря целостности в результате образования в конструкциях сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя (E).
- Потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных для данной конструкции значений (I).
Для нормирования пределов огнестойкости несущих и ограждающих конструкций используют следующие предельные состояния:
- для колонн, балок, ферм, арок и рам - только потеря несущей способности конструкции и узлов - R;
- для наружных несущих стен и покрытий - потеря несущей способности и целостности - R, E, для наружных ненесущих стен - E;
- для ненесущих внутренних стен и перегородок - потеря теплоизолирующей способности и целостности - E, I;
- для несущих внутренних стен и противопожарных преград потеря несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности - R, E, I.
Обозначение предела огнестойкости строительной конструкции состоит из условных обозначений нормируемых для данной конструкции предельных состояний и цифры, соответствующей времени достижения одного из этих состояний (первого по времени) в минутах.
Например:
- R 120 - предел огнестойкости 120 мин. - по потере несущей способности;
- RE 60 - предел огнестойкости 60 мин. - по потере несущей способности и потере целостности, независимо от того, какое из двух предельных состояний наступит ранее;
- REI 30 - предел огнестойкости 30 мин. - по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности, независимо от того, какое из трех предельных состояний наступит ранее.
Стоит отметить, что действующие нормы и правила позволяют определять пределы огнестойкости несущих строительных конструкций с огнезащитой расчетно-аналитическим методом, включающим совместное решение прочностной задачи, с учетом заданных условий нагружения и опирания конструкции, и теплотехнической задачи с использованием экспериментальных данных по огнезащитной эффективности средства огнезащиты.
Класс пожарной опасности строительных конструкций должен соответствовать принятому классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений и пожарных отсеков. Соответствие класса конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений и пожарных отсеков классу пожарной опасности применяемых в них строительных конструкций приведено в таблице 22 123-ФЗ.
| Класс конструктивной пожарной опасности здания | Класс пожарной опасности строительных конструкций | ||||
| Несущие стержневые элементы (колонны, ригели, фермы) | Наружные стены с внешней стороны | Стены, перегородки, перекрытия и бесчердачные покрытия | Стены лестничных клеток и противопожарные преграды | Марши и площадки лестниц в лестничных клетках | |
| С0 | К0 | К0 | К0 | К0 | К0 |
| С1 | К1 | К2 | К1 | К0 | К0 |
| С2 | К3 | К3 | К2 | К1 | К1 |
| С3 | не нормируется | не нормируется | не нормируется | К1 | К3 |
Класс пожарной опасности строительных конструкций определяет в соответствии с ГОСТ 30403-2012 «Конструкции строительные. Метод испытаний на пожарную опасность», за исключением стен наружных с внешней стороны с применением СФТК и НФС (определяется в соответствии с ГОСТ 31251-2008 «Стены наружные с внешней стороны. Методы испытаний на пожарную опасность»).
Сущность метода заключается в определении показателей пожарной опасности конструкции при ее испытании в условиях теплового воздействия в течение времени, определяемого требованиями к этой конструкции по огнестойкости.
При установлении класса пожарной опасности конструкции следует учитывать:
- наличие теплового эффекта от горения или термического разложения составляющих конструкцию материалов;
- наличие пламенного горения газов или расплавов, выделяющихся из конструкции в результате термического разложения составляющих ее материалов;
- размеры повреждения конструкции и составляющих ее материалов, возникшего при испытании конструкции, вследствие их горения или термического разложения;
- характеристики пожарной опасности составляющих конструкцию материалов, поврежденных при испытании.
В качестве характеристик пожарной опасности материалов принимают их горючесть, воспламеняемость и дымообразующую способность. При проведении испытаний в огневой камере печи создается и контролируется стандартный температурный режим. Таким образом, оба параметра пожарной опасности строительных конструкций испытываются в соответствии со стандартной температурной кривой пожара, в отличие от испытаний пожарных характеристик горючих строительных материалов.
| Класс пожарной опасности конструкции | Значение параметра пожарной опасности, установленное при испытаниях образцов конструкций | Допускаемые характеристики пожарной опасности поврежденного материала* | |||||
| Допускаемый размер повреждения образца конструкций в контрольной зоне, мм | Наличие | Группа | |||||
| вертикальных | горизонтальных | теплового эффекта | горения | горючести | воспламеняемости | дымообразующей способности | |
| К0 | 0 | 0 | Отсутствует | Отсутствует | Отсутствует | Отсутствует | Отсутствует |
| К1 | ≤400 | ≤250 | Не регламентируется | Отсутствует | Не выше Г2* | Не выше В2* | Не выше Д2* |
| К2 | >400≤800 | >250≤500 | Не регламентируется | Отсутствует | Не выше Г3* | Не выше В3* | Не выше Д2* |
| К3 | Не регламентируется | ||||||
| Примечание - Знак "*" обозначает, что при отсутствии теплового эффекта характеристика не регламентируется. | |||||||
Условное обозначение класса пожарной опасности конструкции включает букву К и цифры. Цифра, заключенная в скобки, обозначает продолжительность теплового воздействия при испытании образца в минутах.
Одна и та же конструкция может принадлежать к различным классам пожарной опасности в зависимости от времени теплового воздействия, например:
- К0 (15) - конструкция класса К0 при времени теплового воздействия 15 мин.;
- К1 (30) - конструкция класса К1 при времени теплового воздействия 30 мин.;
- К2 (45) - конструкция класса К2 при времени теплового воздействия 45 мин.;
- К1 (30)/КЗ (45) - конструкция класса К1 при времени теплового воздействия 30 мин. и класса К3 при времени теплового воздействия 45 мин.
Таким образом, при выборе вариантов исполнения строительной конструкции стоит учитывать совокупность пожарно-технических характеристик, как материалов по отдельности, так и конструкции в целом. Выбор наиболее безопасных решений снижает как риск возникновения пожара, так и последствия после него, если всё-таки он произошёл. Подтверждение же тех или иных характеристик осуществляется разными способами, в зависимости от самого декларируемого параметра, действующих норм и стандартов, а также требований, которые предъявляются к конкретным материалам (подробнее можно прочитать в этой статье).
Пожаробезопасные решения РОКВУЛ
- Несущий стальной профилированный настил.
- Пароизоляционный слой РОКбарьер.
- Теплоизоляционный слой из плит:
a) однослойное решение из плит двойной плотности: РУФ БАТТС Д ЭКСТРА / РУФ БАТТС Д ОПТИМА;
b) двухслойное решение из плит одинарной плотности: РУФ БАТТС Н ОПТИМА + РУФ БАТТС В ОПТИМА / РУФ БАТТС Н ЭКСТРА + РУФ БАТТС В ЭКСТРА. - Механическое крепление гидроизоляционного слоя ПВХ-мембраны РОКклип.
- Гидроизоляционный слой ПВХ-мембраны: ROCKmembrane СТАНДАРТ / ROCKmembrane ОПТИМА.
Подробнее
- Грунтовка для укрепления оснований — например, РОКфорс.
- Клеевой состав для приклеивания теплоизоляционных плит — например, РОКглю.
- Теплоизоляционные плиты РОКВУЛ серии ФАСАД.
- Тарельчатые дюбели для механического крепления теплоизоляционных плит — например, Стена 1MT.
- Стеклотканевая сетка для армирования базового штукатурного слоя — например, РОКфайбер.
- Базово-клеевой состав для создания базового штукатурного слоя — например, РОКмортар.
- Грунтовка для изготовления адгезионного слоя перед нанесением декоративного штукатурного — например, РОКпраймер.
- Минеральная штукатурка или штукатурка на полимерной основе для создания декоративного штукатурного слоя — например, РОКдекор или РОКдекорсил.
- Краска, например РОКсил.
Подробнее
- Облицовочная панель (ГКЛ/ГВЛ).
- Уплотнительная лента ROCKWOOL.
- Профиль направляющий (ПН).
- Профиль стоечный (ПС).
- Звукоизоляция ROCKWOOL.
- Облицовочная панель (ГКЛ/ГВЛ).
Подробнее
- Несущая стальная конструкция.
- Огнезащитные плиты КОНЛИТ SL 150.
- Вставки из плит КОНЛИТ SL 150.
- Клей КОНЛИТглю.
- Декоративный штукатурный слой (аналог РОКдекор или РОКдекорсил) с последующей окраской (аналог РОКсил).
Подробнее
- Железобетонное перекрытие
- Плиты ФТ БАРЬЕР / ФТ БАРЬЕР Д
- Стальной анкер и шайба TERMOCLIP
- Краска ФТ Декор
Подробнее