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

При строительстве любого здания обязательно еще на стадии проекта рассматриваются вопросы организации в сооружении запасных выходов, путей эвакуации в экстренных случаях, расположения средств пожарной безопасности. Но рассматривать эти моменты можно, только если знать степень огнестойкости здания. Сложности в настоящее время с этим могут возникнуть, так как чаще всего в городах возводятся однотипные сооружения. Но далее постараемся разобраться, как определяется огнестойкость, от чего она зависит.

Что такое огнестойкость?

Это способность сооружений и отдельных конструкций выстоять под натиском пожара без разрушений и деформаций. Именно степень огнестойкости здания покажет, насколько быстро огонь сможет распространиться по строению, если возникнет пожар.

Все показатели определяются с учетом СНиП. Эти нормы позволяют определить уровень пожарной безопасности не только здания, но и всех материалов, которые использовались при сооружении.

Классификация по способности к возгоранию

Ее можно считать условной, учитывая, что в одном здании отдельные помещения могут быть построены с использованием различных материалов. Можно выделить следующую классификацию зданий по степени огнестойкости:

1. Несгораемые.
2. Трудно поддающиеся воздействию огня. Они могут быть выполнены из сгораемых материалов, но которые сверху имеют специальную обработку или покрытие. В качестве примера можно привести деревянную дверь, облицованную сталью или покрытую асбестом.
3. Сгораемые. Имеют низкую температуру воспламенения и под воздействием огня быстро сгорают.

Основа для определения огнестойкости

В качестве определяющей основы, для определения степени огнестойкости здания берется время, которое прошло с момента возникновения пожара и до появления первых заметных дефектов. К таковым относятся:

• Трещины и нарушение целостности поверхности, что может способствовать проникновению пламени или продуктов его сгорания.
• Повышение температуры материалов более чем на 160 градусов.
• Деформация несущих конструкций и основных узлов, что становится причиной обрушения всего сооружения.

Имеют низкую степень огнестойкости здания, построенные из деревянных конструкций, наиболее безопасными по возгоранию считаются железобетонные, особенно, если в составе цемент с высоким уровнем огнестойкости.

Зависимость огнестойкости от материалов

Способность здания противостоять огню во многом зависит от тех материалов, из которых оно построено. Их можно классифицировать, опираясь на следующие характеристики:

• Выделение токсических веществ.
• Воспламеняемость.
• Горючесть.
• Образование дыма.
• Распространение огня.

Степень огнестойкости конструкций здания зависит от времени, которое требуется для деформации материала:

• Керамические кирпичи или силикатные начинают деформироваться через 300 минут после начала пожара.
• Бетонные перекрытия, толщиной более 25 см, через два часа.
• 75 минут требуется для начала деформации деревянных конструкций с гипсовым покрытием.
• Час пройдет, прежде чем начнет деформироваться дверь, обработанная антипиреном.
• Металлической конструкции достаточно 20-минутного воздействия огня.

Степень огнестойкости кирпичных зданий достаточно высокая, чего не скажешь про металлические, которые уже при 1000 градусах переходят в жидкое состояние.

Присвоение категории по пожарной безопасности

Согласно нормативным требованиям, только после того, как сооружению будет присвоена определенная категория по пожарной безопасности, можно определять степень огнестойкости здания. А делается это на основании следующих признаков:

• По изменению показателей теплоизоляции, если сравнивать с состоянием перед пожаром.
• По заграждающему эффекту, который исключает образование трещин в конструкциях.
• По уменьшению способности выполнять несущие функции.

При определении степени огнестойкости здания обязательно учитывается площадь сооружения и качество всех используемых материалов.

Характеристика степеней огнестойкости

Их определение производится на основании СНиП, за основу всегда берется устойчивость к огню главных функциональных конструкций. Рассмотрим, сколько степеней огнестойкости зданий и сооружений существует и каковы их основные характеристики:

1. Первая степень. Ее присваивают сооружениям, которые возведены из негорючих материалов, несущие конструкции в таких строениях выполнены из бетона или железобетона.
2. 2 степень имеет похожие характеристики. Материалы, из которых возведено строение, могут иметь внешнее покрытие из стали.
3. 3 степень огнестойкости здания. Основные конструкции несущего характера и ограждающие элементы сделаны из естественных или искусственных материалов, например, камня. При наличии деревянных перекрытий они сверху защищаются трудновоспламеняющимися материалами, например, штукатуркой или плитами. Обязательно в таких сооружениях чердаки имеют огнезащитную обработку.
4. 3А степень. Здания каркасные, основные конструкции стальные. Могут использоваться негорючие материалы или профилированные листы.
5. Присваивается 3Б степень огнестойкости деревянным зданиям. Но все главные и дополнительные конструкции обрабатываются в обязательном порядке огнезащитными составами. Сооружения возводятся из дерева или материалов с его содержанием. Ограждения также должны быть обработаны, чтобы предотвратить распространение огня и перегревание всей конструкции.
6. 4 степень присваивается деревянным домам с защитой от огня в виде гипса, штукатурки или других негорючих материалов. К покрытиям таких здания особых требований нет, но на крыше из дерева они должны иметь огнезащитную пропитку.
7. 4А степень. Сюда попадают одноэтажные сооружения каркасного строения. Каркас здания чаще всего выполнен из стали без покрытий, а ограждающие элементы возводятся из материалов, не поддающихся воздействию огня или имеющие специальный утеплитель из железа.
8. Максимальная степень огнестойкости здания — 5. Ее имеют все строения с конструкциями несущего и ограждающего характера с любым показателем устойчивости к огню. Особых требований к степени огнестойкости здания в таких случаях нет. Сюда можно отнести как некоторые жилые помещения, так и производственные объекты.

Виды огнестойкости

Специальные требования к способности противостоять огню предъявляются ко всем конструкциям здания. Для них важны такие показатели:

• Способность выполнять несущую функцию.
• Теплоизоляция.
• Целостность.

Большую роль играет также безопасность строения. Специалисты сегодня делят огнестойкость сооружений на два вида:

1. Фактическая.
2. Требуемая.

Фактическая степень огнестойкости здания – это способность противостоять огню, которая была определена в ходе проведенной экспертизы. В качестве критериев для оценки берутся имеющиеся нормативные документы. Для конструкций разного типа уже разработаны пределы огнестойкости. Эти данные очень легко найти и использовать для работы.

Требуемая огнестойкость – это показатели, которые должны быть у строения, чтобы соответствовать всем нормам пожарной безопасности. Они определяются нормативными документами и зависят от многих характеристик строения:

• Общая площадь здания.
• Количество этажей.
• Предназначение.
• Наличие средств и установок для тушения пожаров.

Если в ходе проверки выяснилось, что фактическая степень огнестойкости зданий и сооружений равна или превышает требуемую, то строение соответствует всем нормам.

Классы опасности возгорания

Для определения огнестойкости всего здания конструкции делят на несколько категорий, а здания на несколько классов.

Имеется категория К, в ней выделяют:

1. КО — непожароопасно. В помещениях отсутствуют материалы, которые быстро воспламеняются, а основные конструкции не отличаются самовозгоранием и возгоранием при температурах, близких к 500 градусам.
2. К1 — низкая пожарная опасность. Могут допускаться небольшие повреждения, но не более 40 см. Нет горения, тепловой эффект не возникает.
3. К2 — умеренная пожарная опасность. Повреждения могут достигать 80 см, но теплового эффекта нет.
4. К3 — пожароопасно. Нарушения целостности более 80 см, присутствует тепловой эффект и возможно возгорание.

Категория С характеризует все строение в целом:

1. СО. Все подсобные помещения, главные конструкции и лестницы с проемами соответствуют классу КО.
2. С1. Могут присутствовать небольшие повреждения ведущих конструкций до К1, а наружных до К2. Лестницы и проемы должны находиться в отличном состоянии.
3. С2. Повреждения главных конструкций может достигать К2, внешних К3, а лестниц до К1.
4. С3. Лестницы с проемами повреждены до К1, а все остальное в расчет не берется.

Обе категории неразрывно связаны между собой и необходимы, чтобы окончательно определить степень огнестойкости жилых зданий.

Правила для определения стойкости здания по отношению к огню

Мало знать о важности огнестойкости зданий и сооружений, важно еще и уметь ее определить. А для этого существуют некоторые правила:

1. Проведение тестирования здания предполагает наличие под руками его плана, а также понадобятся:

• Свод правил по обеспечению огнестойкости железобетонных конструкций.
• Руководство по определению пределов огнестойкости.
• Пособие к СНиП «Предотвращение распространения пожара».

2. Предел огнестойкости определяется временем воздействия на сооружение огня. При достижении конструкциями одного из пределов пожар прекращают.

3. Перед началом тестирования надо изучить документацию к зданию, где имеется информация о материалах и их примерной огнестойкости.

4. Обращать внимание необходимо в документах на имеющееся заключение о применении специальных технологий для повышения пожарной безопасности.

5. Предварительное изучение здания предполагает и рассмотрение всех подсобных помещений, лестниц и лестничных проемов, чердачных отсеков. Они могут быть сооружены из других материалов или иметь на момент тестирования видимые повреждения.

6. Современная архитектура очень часто при строительстве использует новейшие технологии, что может сказаться на прочности и устойчивости к огню. Эти моменты также надо учитывать.

7. Перед проведением определения огнестойкости надо приготовить средства для тушения, проверить исправность шлангов, вызвать пожарную бригаду.

Когда все предварительные мероприятия проведены, то можно приступать непосредственно к практическому определению огнестойкости.

Практическое определение устойчивости к огню

Приступая к практической части, важно взять архитекторский план с собой, даже если он был тщательно изучен. Дальнейшие действия таковы:

1. Для испытаний надо установить печь на расстоянии 10 см от испытуемой части строения.
2. В печь вбрызгивают керосин и поджигают.
3. Температуру можно регулировать при помощи термопара.
4. Необходимо во время тестирования пользоваться готовыми таблицами с данными о температуре плавления и горения различных материалов, чтобы исключить возникновение настоящего пожара.
5. Огнем надо воздействовать на исследуемый материал до появления видимых нарушений и деформаций. Это может быть его возгорание, размягчение.

Показателем огнестойкости материала будет время воздействия огня и скорость его распространения. У разных зданий этот показатель может варьировать от 20 минут до 2,5 часов. Скорость возгорания и того меньше – от мгновенного до 40 см в минуту.

Вот так на практике осуществляется расчет огнестойкости здания.

Способы повышения огнестойкости

Не всегда получается при строительстве использовать только негорючие или малогорючие материалы, поэтому на помощь приходят способы повышения их устойчивости к воздействию огня.

Чаще всего применяются следующие:

1. Штукатурка. Доступный способ, позволяющий защитить деревянные конструкции, бетонные блоки, металлы и полимеры. Применяется не только на несущих конструкциях, но и на ограждающих. Защитный слой должен быть не менее 2,5 см. Доказали свою эффективность известково-цементная штукатурка, вермикулит.
2. Облицовка. Для этих целей могут использоваться гипсовые плиты, керамический кирпич. Эффективность прямо пропорциональна толщине защитного слоя и выбранному материалу. Плита из глины толщиной до 8 см повышает огнестойкость до 4,8 часов, а кирпич всего до 2.
3. Защитный экран. Их чаще всего используют в виде подвесных потолков из несгораемых плит для защиты перекрытий. Экраны отличаются по своему эффекту, некоторые теплопоглощающие, а другие теплоотводящие.
4. Химическая защита. Для этих целей используются антипиреновые пропитки, которыми обрабатывают деревянные конструкции. Но способ по сравнению с другими более дорогостоящий и требует больших затрат труда. А эффективность не всегда на высоте, так как влияет строение и плотность древесины.
5. Защита лакокрасочными материалами. Могут использоваться на любом строительном материале. Под воздействием огня происходит вспучивание краски и образуется слой теплоизоляции. Такие средства доступны, просты в использовании.
6. Прессование древесины. Метод новый, но дорогой. Он заключается во введении в древесину особых веществ, которые размягчат целлюлозу и сделают подвластной прессованию под большим давлением. После такого процесса дерево приобретает максимальную прочность и становится устойчивым к воздействию огня.

Если используются многокомпонентные химические средства для повышения огнестойкости, то надо учитывать, что некоторые из них содержат органические вещества, которые разлагаются при температуре выше 300 градусов с выделением токсических веществ. Поэтому лучше отдавать предпочтение покрытия на минеральной основе с жидким стеклом.

Не сложно определить огнестойкость зданий и сооружений. Важно провести все предварительные подготовки и можно считать, что большая часть работы выполнена. Расчет можно отнести больше к затратным, чем сложным. Самое главное – это особая осторожность во время тестирования и контроль температуры в печи.

Подход к строительству любых зданий и сооружений должен отталкиваться от безопасности с разных точек зрения. И не последнее место здесь занимает пожарная безопасность. От стойкости конструкции по отношению к огню зависят в экстренных ситуациях человеческие жизни.