Винтовые сваи, сендвич-панели, SIP панели, фас

Классификация пожарной опасности зданий, конструкций и материалов

Под огнестойкостью следует понимать способность здания и конструкции выполнять свои несущие и ограждающие функции при пожаре в продолжение определенного времени, по истечении которого функциональные свойства конструкций утрачиваются и происходит обрушение элементов (покрытий, стен, перекрытий) или разрушение здания в целом.

В основу пожарно-технической классификации строительной продукции – зданий, конструкций и материалов – положено четкое разделение их свойств по огнестойкости и пожарной опасности. Огнестойкостью конструкций характеризуется огнестойкость здания. В таблице СНиП 21-01-97, которая классифицирует здания по степени огнестойкости, выделена графа “Несущие элементы здания”, где указаны конструкции, обеспечивающие общую устойчивость и геометрическую неизменяемость здания при пожаре: несущие стены, рамы, колонны, балки, ригели, фермы, связи, перекрытия-диафрагмы жесткости и др. К данным конструкциям предъявляются наиболее высокие требования по огнестойкости, но только в отношении утраты ими несущей способности (если речь идет об ограждающих функциях, то требования значительно ниже). При этом возникает необходимость в различных требованиях к огнестойкости одной и той же конструкции по разным признакам достижения предельных состояний. Особенности, обусловленные вышеприведенными принципиальными положениями, изложены в ГОСТ 30247.0-94 “Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования” и ГОСТ 30247.1-94 “Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции”, введенных в действие взамен СТ СЭВ 1000-78 и СТ СЭВ 50G2-85.

Здание в целом характеризуется функциональной и конструктивной пожарной опасностью. Понятие функциональной пожарной опасности определяется непосредственно в СНиП 21-01-97. Следует отметить, что само название “функциональная пожарная опасность” дает представление, о чем идет речь. Например, производственные здания с этой точки зрения характеризуются категорией взрывопожарной и пожарной опасности, остальные – контингентом людей, участвующих в процессе эксплуатации здания, особенностями технологического процесса эксплуатации, степенью и качеством пожарной нагрузки, особенностями обеспечения безопасности людей при пожаре.

Конструктивная пожарная опасность здания определяется пожарной опасностью составляющих конструкций, которой при проектировании противопожарной защиты зданий противопоставляется их огнестойкость. В СНиП 21-01-97 предложена раздельная классификация зданий по огнестойкости и пожарной опасности, что дает возможность сократить число степеней огнестойкости и увеличить вариантность оценки пожарно-технических свойств конструктивной части зданий.

Что касается строительных материалов, то нормы предлагают характеризовать их только по пожарной опасности – горючести, воспламеняемости и дымообразующей способности. Современные здания и конструкции являются сложным конгломератом материалов самых различных пожарно-технических свойств. Для выбора средств противопожарной защиты важно знать, когда и в какой мере при пожаре эти свойства реализуются.

ГОСТ 30247.0-94 открывает серию стандартов, в которых установлены методы и критерии оценки огнестойкости различных типов конструкций.

В ГОСТ 30247.1-94 регламентированы методы испытаний на огнестойкость несущих и ограждающих конструкций. Вслед за ним следуют стандарты на методы испытаний различных видов конструкций и инженерного оборудования (дверей, ворот и люков, светопрозрачных ограждений, воздуховодов, подвесных потолков и других конструктивных элементов здания). Основополагающий ГОСТ 30247.0-94 распространяется на все виды строительных конструкций. В нем приведены общие положения, в том числе определения терминов, используемых при установлении огнестойкости конструкций, формулировка сущности методов испытания на огнестойкость, общие требования к испытательному оборудованию, температурному режиму, образцам и процедуре проведения испытаний. В этом же стандарте перечислены основные виды предельных состояний конструкций по огнестойкости, основные положения по оценке результатов испытаний, требования к протоколу испытаний и технике безопасности при проведении работ. Новым положением этого стандарта является установление для одной и той же конструкции различных пределов огнестойкости по парным признакам наступления предельного состояния. Так, испытания стены на огнестойкость могут быть продолжены до полного ее разрушения, а в процессе испытаний будут установлены пределы ее огнестойкости по признаку потери теплоизолирующей способности и по признаку потери целостности в зависимости от того, где установлена несущая стена. Требования по ее теплоизолирующей способности могут быть следующими: для межквартирной стены – 0,5 ч, межсекционной – 0,75 ч, внутриквартирной – 0,25 ч. Но по несущей способности она должна выдерживать 2 ч.

Ранее испытания прекращались после наступления любого первого предельного состояния, а огнестойкость конструкции устанавливалась по времени его наступления.

В связи с этим в стандарте появился специальный раздел “Обозначения пределов огнестойкости конструкций”, при составлении которого использованы рекомендации Комитета европейского нормирования. Обозначение предела огнестойкости состоит из условных обозначений предельных состояний (по признаку потери несущей способности – R, целостности – Е, теплоизолирующей способности – I) и из цифры, соответствующей времени (в минутах) достижения первого из этих состояний в процессе испытаний. Например:
R 120 – предел огнестойкости 120 мин по признаку потери несущей способности;
REI 30 – предел огнестойкости 30 мин по признаку потери несущей способности, целостности или теплоизолирующей способности независимо от того, какое из этих трех предельных состояний наступило в процессе испытания первым;
EI 15 – предел огнестойкости ненесущей ограждающей конструкции (например, перегородки) 15 мин по первому из наступивших в процессе испытания предельных состояний – потере целостности или теплоизолирующей способности.

Если же для конструкции (например, вышеупомянутой несущей стены) нормируются различные пределы огнестойкости по различным признакам наступления предельного состояния, то обозначение может состоять из двух или более частей, разделенных наклонной чертой. Например, R 120/EI 60 или R 120/E90/I 60.

Следует отметить, что в перспективе для некоторых конструкций могут быть использованы и другие признаки наступления предельного состояния, например IV-потеря теплоизолирующей способности светопрозрачного ограждения по признаку достижения предельного значения теплового потока, излучаемого необогреваемой поверхностью.

ГОСТ 30247.1-94 основан на положениях ГОСТ 30247.0-94 и отражает особенности испытания несущих и ограждающих конструкций. В отличие от СТ СЭВ 1000-78, в него введено требование контроля избыточного давления в объеме печи при испытании ограждающих конструкций. Некоторые моменты процедуры испытания и оценки огнестойкости конструкций приведены в большее соответствие с международным стандартом ISO 834-75 “Испытания на огнестойкость – Строительные конструкции”.

Для оценки пожарной опасности строительных конструкций в отдельных случаях можно использовать показатели строительных материалов. Накопленный опыт исследования свойств материалов позволил включить в СНиП 21-01-97 в разряд пожарно-технических характеристик, кроме горючести, еще и воспламеняемость, и дымообразующую способность. Последнюю определяют по действующему ГОСТ 12.1.004-89 “Пожаро-, взрывоопасность веществ и материалов. Номенклатура показателей и методы их определения”.

Классификация строительных материалов по дымообразующей способности (ГОСТ 12.1.044-89)

Коэффициент дымообразования – показатель, характеризующий оптическую плотность дыма, образующегося при пламенном горении или термоокислительной деструкции (тлении)
определенного количества твердого вещества (материала) в условиях специальных испытаний: с малой дымообразующей способностью – коэффициент дымообразования до 50 м2/кг – 1 включ.;
с умеренной дымообразующей способностью – коэффициент дымообразования от 50 до 500 м2/кг – 1 включ.;
с высокой дымообразующей способностью – коэффициент дымообразования от 500 м2/кг – 1 включ.

Классификация строительных материалов по токсичности (ГОСТ 12.1044-89)

Показатель токсичности продуктов горения – отношение количества материала к единице объема замкнутого пространства, в котором образующиеся при горении материала газообразные продукты вызывают гибель 50% подопытных животных.

Классификация строительных материалов по горючести (ГОСТ 30244-94)

С 1 января 1996 г. введен в действие главный ГОСТ 30244-94 “Материалы строительные. Метод испытаний на горючесть”, устанавливающий классификацию и метод испытания строительных материалов на горючесть. Этот стандарт введен в действие взамен СТ СЭВ 382-76 и СТ СЭВ 2437-60, по которым ранее в соответствии со СНиП 2.01.02-85 определялись группы негорючих, трудногорючих материалов.

Строительные материалы относятся к негорючим при следующих значениях параметров горючести:
прирост температуры в печи < 50°С;
потеря массы образца < 50%;
продолжительность устойчивого пламенного горения < 10 с. В ГОСТ 30244-94 объединены методы испытаний на негорючесть и на трудногорючесть, предложена новая классификация по горючести при изменении некоторых критериев отнесения материалов к определенной группе, частично пересмотрена процедура испытаний. Материалы классифицированы как негорючие (НГ) и горючие (Г). Последние подразделяются на группы горючести – Г1, Г2, Г3, Г4.

Эти изменения вызваны необходимостью сближения метода испытания на негорючесть с рекомендациями ISO 1182-93 “Огневые испытания – строительные материалы – испытания на негорючесть”, а также с накопленным опытом изучения параметров горючести различных видов строительных материалов и постоянным стремлением изготовителей, потребителей и нормативных служб более дифференцированно подходить к оценке пожарной опасности материалов и более адекватно – к определению области их применения. Это подтверждают постоянные попытки введения новых качественных характеристик горючести материалов, таких, как “самозахватывающие”, “трудновоспламеняемые”, “особо пожароопасные”, “почти негорючие” и др. Об этом свидетельствует опыт зарубежных стран. Например, во Франции материалы подразделяются на шесть классов пожарной опасности, в Великобритании – на пять. Материалы, относящиеся к группам горючести Г1 и Г2, примерно соответствуют бывшим трудногорючим материалам. При этом группа Г1 характеризуется большей пожарной опасностью и является переходной от трудногорючих к негорючим материалам. Группа Г4 включает материалы повышенной пожарной опасности – пенополиуретаны, пенополистиролы и другие подобные органические материалы с низкой плотностью, интенсивно развивающие горение и способные образовывать горящие расплавы. К группе Г3, как правило, относятся материалы, не проходившие в бывшие трудногорючие по одному показателю – степени повреждения по длине. Следует отметить, что горючесть, дымообразующая способность и воспламеняемость не полностью характеризуют пожарную опасность строительных материалов. В перспективе, по мере накопления экспериментальных данных, разработки рекомендаций международных организаций, подготовки соответствующих стандартов и предложений по нормированию для этих целей будут использоваться показатели токсичности продуктов горения, тепловыделения, распространения пламени по поверхности и др.

В ГОСТ “Конструкции строительные” метод определения пожарной опасности является развитием метода испытания строительных конструкций на распространение огня, регламентированного обязательным приложением 1 к СНиП 2.01.02-85. Многолетний опыт применения этого метода позволил убедиться в том, что экспериментальная оценка и нормирование пожарной опасности строительных конструкций необходимы.

Учитывая, что пожар является сложным процессом, с трудом поддающимся математическому описанию, подавляющее большинство методов огневых испытаний – как конструкций, так и материалов – являются сравнительными, т.е. позволяют ответить на вопросы: “хуже-лучше”, “опаснее-безопаснее”? В этом смысле применяющийся до сих пор метод испытания строительных конструкций на распространение огня является одним из наименее совершенных. Сущность метода определения пожарной опасности конструкций заключается в том, что испытательная установка, описанная в СНиП 2.01.02-85, в контрольной зоне оборудуется так называемой тепловой камерой, исключающей образование зазора между образцом и ограждением печи, в котором температурный режим и условия газообмена с трудом поддаются регулированию. Перед испытаниями вся установка подвергается калибровке, при которой в огневой и тепловой камерах создается определенный тепловой режим и фиксируются условия сжигания топлива и газообмена. При испытании образца конструкции эти условия полностью воспроизводятся и, кроме размеров повреждения, регистрируются тепловые эффекты в огневой и тепловой камерах, возникающие вследствие горения образца. Отсутствие тепловых эффектов указывает на низкую пожарную опасность конструкций.

В качестве дополнительных критериев используются факт горения газов и наличие расплавов, образующихся вследствие термического разложения материалов конструкции, а также показатели пожарной опасности материалов, поврежденных в процессе испытания конструкции. При отсутствии повреждения или теплового эффекта показатели пожарной опасности материалов не учитываются.

Принципиальным изменением метода является также введение зависимости времени испытания конструкции от требуемого предела ее огнестойкости. Но в любом случае это время не должно превышать 45 мин.

Конструкции подразделяются на четыре класса пожарной опасности. Обозначение класса состоит из буквы К и двух цифр, одна из которых заключена в скобки и соответствует продолжительности теплового воздействия при испытании образца (в минутах).

Например, К1(30) – конструкция класса пожарной опасности К1 при продолжительности теплового воздействия 30 мин. Одна и та же конструкция при различной продолжительности испытания может быть отнесена к разным классам, что отражается в обозначении ее пожарной опасности. Например, К0(15)/К1(30)/К3(45) – это конструкция, не проявившая никаких признаков пожарной опасности при продолжительности испытания 15 мин; через 30 мин произошел прогрев внешнего слоя до температуры, при которой утеплитель группы горючести Г2 оказался поврежденным на длине до 40 см, но теплового эффекта и внешних признаков его горения не наблюдалось; по истечении 45 мин повреждение распространилось более чем на 40 см и при этом проявились тепловые эффекты, наблюдались внешние признаки горения.

СНиП 21-01-97 предусматривает нормирование области применения конструкции по показателям ее пожарной опасности в зависимости от того, какова степень огнестойкости здания, в котором она использована. Например, в зданиях низкой степени огнестойкости вышеописанная конструкция может применяться как пожаробезопасная, но в зданиях высокой степени огнестойкости – только как особо пожароопасная, снижая класс конструктивной пожарной опасности всего здания с вытекающими отсюда ограничениями по этажности и площади застройки.

Предлагаемая классификация конструкций по пожарной опасности, по сравнению с принятой в СНиП 2.01.02-85, позволяет более дифференцированно оценить вклад конструкции в развитие пожара. При прогнозе реакции конструкции на воздействие пожара важно знать, когда и в какой степени конструкция начинает участвовать в процессе его развития, какой резерв времени имеется для эвакуации и спасения людей, а также для борьбы с пожаром. При ответе на этот вопрос следует исходить из зависимости класса пожарной опасности от продолжительности испытания.

Введение нового стандарта на метод определения пожарной опасности конструкций позволит более объективно оценить их воздействие на развитие пожара, устранить препятствие на пути более широкого применения на ответственных объектах конструкций, представляющих повышенную потенциальную пожарную опасность.

О горючести строительных материалов в таблицах

Горючесть - это способность материала выдерживать без разрушения воздействия высоких температур и открытого пламени.

По горючести все материалы делятся на горючие (материалы на основе органических, растительных компонентов и т.п.) и негорючие (минеральные материалы: природные камни, бетоны, стекло, металлы и т.п.).

Горючие строительные материалы подразделяются:
- слабо горючие (Г1);
- умеренно горючие (Г2);
- нормально горючие (Г3);
- сильно горючие (Г4).

Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливаются по ГОСТ30244-94

Группа горючести	Параметры горючести
Группа горючести	Температура дымовых газов Т, ⁰С	Степень повреждения по длине Sl, %	Степень повреждения по массе Sm, %	Продолжительность самостоятельного горения t сг, с
Г 1	≤135	≤65	≤20	0
Г 2	≤235	≤85	≤50	≤30
Г 3	≤450	>85	≤50	≤300
Г 4	>450	>85	>50	>300

Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на четыре группы:

– не распространяющие пламя (РП1);

– слабо распространяющие пламя (РП2);

– умеренно распространяющие пламя (РП3);

– сильно распространяющие пламя (РП4).

Группы строительных материалов по распространению пламени устанавливаются по ГОСТ30444-97

Группа распространения пламени	Критическая поверхностная плотность теплового потока, кВт/м²	Длина распространения огня согласно с графиком тарирования распределения ПГТП L, мм
РП1	11,0 и более	от 0 до 100
РП2	более 8,0, но меньше 11,0	от 100 до 252
РП3	больше 5,0, но меньше 8,0	от 252 до 410
РП4	меньше 5,0	от 410 до 900