Оценка огнестойкости строительных конструкций

Пожар – неконтролируемое горение, причиняющее материальный ущерб, вред жизни и здоровью граждан, интересам общества и государства.

Как показывают многочисленные исследования [48], при возникновении пожара в зданиях, температура среды в очаге пожара может достигать величин 900-1100 ^оС через 20-30 минут после его возникновения.

Основным опасным фактором пожара, который является причиной разрушения, повреждения строительных конструкций, элементов зданий, становится быстрое повышение температуры в очаге пожара.

Строительные конструкции зданий и сооружений в обычных условиях эксплуатации могут сохранять работоспособность в течение десятков лет, однако при пожаре они могут разрушиться всего лишь в течение нескольких десятков минут. Способность строительных конструкций и объектов сопротивляться воздействию пожара называют огнестойкостью. Это основной показатель при проектировании элементов защиты как противопожарной преграды.

Под пределом огнестойкости понимают промежуток времени (в часах или минутах) от начала огневого испытания конструкции при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний:

– потеря несущей способности (обрушение или недопустимый прогиб) – обозначается «R»;

– потеря целостности (образование в конструкциях или

стыках сквозных трещин или сквозных отверстий) – обозначается «Е»;

– потеря теплоизолирующей способности (повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 160 ^оС или в любой точке этой поверхности более чем на 190 ^оС по сравнению с температурой конструкции до нагрева, или более чем на 220 ^оС, независимо от температуры конструкции до нагрева – обозначается «I».

Предел огнестойкости строительных конструкций устанавливается по времени (в минутах) наступления этих предельных состояний. Например, предел огнестойкости конструкции равен R 120. Это означает, что огнестойкость конструкции 120 мин по признаку «R» – потере несущей способности.

Стандартный температурный режим пожара представляется в виде следующей зависимости температуры среды от времени с начала пожара , ^оС:

, (7.10)

где – начальная температура среды, ^оС, при расчете может быть принята равной 20 ^оС;

– время стандартного огневого испытания, мин.

Расчетная оценка огнестойкости конструкций в общем случае заключается в решении трех задач: определение температурного режима пожара в помещении (теплофизическая задача), определение температурного поля в строительной конструкции при пожаре (теплофизическая задача), определение изменения несущей способности конструкции под действием пожара (прочностная задача).

Решение этих трех задач сложно и трудоемко. Поэтому на практике применяют инженерный метод расчета огнестойкости строительных конструкций. Некоторые выдержки из этого метода приведены ниже, для более детального знакомства необходимо воспользоваться литературой [48].