Предел огнестойкости деревянного перекрытия

Огнезащита плит перекрытия с помощью системы профлиста Роквол

Один из важных показателей безопасности конструкций – огнестойкость, то есть способность какое-то время противостоять действию огня и высокой температуры. Особенно важен этот показатель для несущих конструкций, обеспечивающих общую геометрическую устойчивость всего здания.

Плиты междуэтажных покрытий обеспечивают возможность эвакуации, поэтому к ним предъявляют требования по огнестойкости выше, чем, например, к наружным ненесущим стенам или конструкциям покрытия. Поговорим о том, как можно увеличить огнезащиту плит перекрытия.

Огнестойкость конструкции

Огнестойкость конструкций характеризует предел огнестойкости – время, в течение которого наступает один или несколько признаков предельного состояния конструкции:

• Потеря несущей способности (R);
• Потеря целостности (E);
• Потеря теплоизолирующей способности (I).

Этот показатель нормирует СНиП 21-01-97* «Пожарная безопасность зданий и сооружений». Предел огнестойкости для конструкции, участвующей в обеспечении пространственной целостности здания, назначается в зависимости от степени огнестойкости здания.

Но для определения, к какой степени огнестойкости отнести здание, надо знать другие показатели – класс конструктивной пожарной опасности здания, максимально допустимую высоту и площадь пожарного отсека. При проектировании промышленных зданий учитывается также категория здания по производственному процессу.

Степень огнестойкости здания назначают в зависимости от многих факторов:

Далее, в соответствии с классом конструктивной пожарной опасности, можно определить тип противопожарной преграды:

Максимальное значение предела огнестойкости для междуэтажных перекрытий, в случае, если перекрытие служит ограничителем пожарного отсека, — REI 150.

Это означает, что разрушение конструкции, потеря несущей способности или теплоизолирующей способности конструкции может наступить не ранее, чем через 150 минут или 2,5 часа.

Плиты перекрытий в большинстве случаев выполняются из негорючих материалов – бетона и металла. Также возможно изготовление монолитной конструкции. При действии огня влага, содержащаяся в бетоне, переходит в пар, что может вызвать хрупкое разрушение плит.

В железобетонной плите потеря целостности может наступить из-за деформации под действием нагрева несущей арматуры изделия. Предел огнестойкости плит заводского изготовления указывают в паспорте продукции.

При опирании железобетонной плиты перекрытия на металлическую балку, предел огнестойкости балки должен быть равен показателю плиты.

Если предел огнестойкости плиты перекрытия меньше требуемого, выполняют огнезащитное покрытие.

Огнезащита плит перекрытия плитами из каменной ваты

Корпорация ROCKWOOL предлагает повышение предела огнестойкости железобетонных покрытий с помощью системы FT BARRIER. Подобные системы можно найти и у других производителей.

В этой системе плиты из каменной ваты крепят к железобетонной плите стальными анкерами, затем на плиты наносят декоративное покрытие.

Плиты из каменной ваты в данном случае играют роль теплоизолятора, предотвращая потерю теплоизолирующей способности всей конструкцией перекрытия, и дополнительного звукоизоляционного барьера на период эксплуатации.

Система FT BARRIER толщиной плиты 30 мм обеспечит для стандартной пустотной плиты марки ПБ 60-12-8 увеличение предела огнестойкости до значения REI 150, при использовании плиты FT BARRIER D (толщина 80 мм) предел огнестойкости увеличится до 240 минут.

Инструменты, материалы и крепежные элементы

Для выполнения огнезащитной облицовки по системе FT BARRIER потребуются:

• Плиты из волокон базальтовой ваты – негорючего материала минерального происхождения, безопасного и эффективного;
• Стальные крепежные элементы – анкеры и держатели тарельчатого типа из углеродистой стали с антикоррозийным покрытием;
• Декоративное покрытие FT DEKOR;
• Измерительная лента или рулетка;
• Ножовка или строительный нож;
• Перфоратор;
• Молоток;
• Оборудование компании Sagola МАРКИ DEFYNIK или аналогичное для нанесения декоративного покрытия.

Порядок выполнения работ

Перед началом работ необходимо подготовить поверхность плит перекрытия – очистить от загрязнений биологического происхождения, зачистить неровности, мешающие плотному прилеганию облицовочных плит.

Также должны быть заделаны межплитные швы. Производят раскрой плит с помощью ножовки или строительного ножа. Готовится крепеж из расчета 5 шт. на 1 плиту или 8,33 шт. на 1м2 поверхности.

Количеству анкеров должно соответствовать количество прижимных шайб.

Монтаж производят два работника. Температура воздуха при нанесении декоративного покрытия должна быть выше 5°С.

Порядок монтажа:

1. Минераловатную плиту прикладывают к плите перекрытия;
2. Перфоратором высверливают отверстия глубиной не менее 50 мм для крепежа;
3. В отверстие вставляют анкер с одетой шайбой;
4. С помощью молотка вбивают анкер до плотного фиксирования шайбой плиты FT BARRIER к плите перекрытия;
5. Перед нанесением красочного слоя FT DEKOR краску разбавляют до 6% воды, тщательно перемешивая, краску наносят краскопультом в 2 слоя, общая толщина покрытия – 2-3 мм.

Методы огнезащиты строительных конструкций

Облицовка плит перекрытий плитами из каменной ваты – не единственный способ огнезащиты. Для увеличения предела огнестойкости конструкций существует множество составов и облицовочных материалов:

• Вспучивающиеся покрытия (например, ФЕНИКС СТВ, НЕОСПРЕЙ);
• Огнезащитные штукатурки на основе вермикулита, керамзита;
• Плиты из вермикулита ЭКОПЛАСТ;
• Лакокрасочные материалы – краски, пропитки, лаки (УНИТЕРМ).

Все эти способы огнезащиты могут быть применены для увеличения предела огнестойкости железобетонных плит перекрытий.

Вспучивающиеся покрытия имеют толщину в несколько миллиметров, безвредны, могут наноситься в условиях действующего оборудования.

Эти покрытия могут быть на водной основе или основе растворителя – сольвенита, легко ложатся по грунтовке ГФ-о21 на конструкции самых сложных форм.

Покрытия экономичны благодаря простоте нанесения и длительному сроку службы.

Огнезащитные штукатурки широко использовались до внедрения вспучивающихся покрытий.

Их отличает более сложная система нанесения: конструкцию требуется предварительно обернуть стеклотканью, штукатурка выполняется по металлической сетке.

Несмотря на малый вес наполнителей (вермикулит, керамзит), общий вес огнезащиты значительно увеличивает нагрузку на конструкции.

Огнезащитные плиты из вермикулита играют роль дополнительной тепло и звукоизоляции перекрытия. Монтаж плит выполняется по аналогии с огнезащитной системой FT BARRIER, увеличивает предел огнестойкости перекрытия до показателя R 240.

Также могут использоваться для устройства огнезащитных подвесных потолков.

Различные лакокрасочные составы на водной основе или на растворителях выпускают отечественные и иностранные производители.

Особенно часто составы используются для защиты металлоконструкций или древесины.

При строительстве одноквартирных жилых домов, при назначении степени огнестойкости здания V предел огнестойкости междуэтажных перекрытий не нормируется, то есть защита плит перекрытия от возгорания и увеличение предела огнестойкости плиты перекрытия не понадобится.

Увеличить предел огнестойкости конструкций, в частности, плит перекрытий, до требуемых действующими нормами значений, помогут современные огнезащитные материалы и системы огнезащиты.

В этом ролике от производителя подробно рассказывается о назначении плит FT BARRIER ROCKWOOL и показывается процесс монтажа:

Источник: https://izbloka.com/dom/perekrytiya/plity-perekrytiya/ognezashhita-pp.html

Предел огнестойкости конструкции

Предел огнестойкости конструкции (заполнения проемов противопожарных преград) — промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции (заполнения проемов противопожарных преград) предельных состояний.

Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в условиях стандартных испытаний.

Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов устанавливается по времени достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:

1. потеря несущей способности(R);
2. потеря целостности(E);
3. потеря теплоизолирующей способностивследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I) или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).

Предел огнестойкости для заполнения проемов в противопожарных преградах наступает при потере целостности (E), теплоизолирующей способности (I), достижении предельной величины плотности теплового потока (W) и (или) дымогазонепроницаемости (S)

Методы определения пределов огнестойкости строительных конструкций и признаков предельных состояний устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.

Условные обозначения пределов огнестойкости строительных конструкций содержат буквенные обозначения предельного состояния и группы.

, REI 30 – предел огнестойкости 30 мин – по потере несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности независимо от того, какие из трёх предельных состояний конструкции I огнестойкости наступит ранее.

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

Фактический предел огнестойкости определяют как правило расчетным путем, но для типовых конструкций могут применяться и экспериментальные методы определения фактического предела огнестойкости.

Предел огнестойкости металлических конструкций

Пределы огнестойкости большинства незащищенных металлических конструкций очень малы и находятся в пределах: (R10 — R15) для стальных конструкций; (R6 – R8)* для алюминиевых конструкций.

Исключение составляют колонны массивного сплошного сечения, у которых предел огнестойкости без огнезащиты может достигать R 45, но применение таких конструкций в строительной практике встречается крайне редко.

Несмотря на то, что металл материал негорючий, при нагреве он теряет прочность, поэтому металл имеет низкий предел огнестойкости.

В случаях, когда минимальный требуемый предел огнестойкости конструкции (за исключением конструкций в составе противопожарных преград) указан R 15 (RE 15, REI 15), допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости несущих элементов здания по результатам испытаний составляет менее R 8 (п. 5.4.2 СП 2.13130.2009)

Если возникает необходимость обеспечить огнестойкость металлических конструкций зданий выше, чем R15, то применяют различные способы повышения огнестойкости этих конструкций, например, окраска огнезащитными составами или облицовка защитными огнестойкими материалами. В качестве облицовок могут быть использованы бетонные плитки, керамические материалы, штукатурка и т.п. Например, слой штукатурки в 2,5 см повышает предел огнестойкости металлических конструкций до R50. Облицовка в 0,5 кирпича повышает предел огнестойкости металлических конструкций до R 300. Огнезащитные покрытия при воздействии высокой температуры вспучиваются и теплоизолируют металлическую поверхность. Например, слой такой обмазки толщиной 2-3 мм при воздействии высоких температур вспучивается и на некоторое время создает на поверхности защищаемой металлической конструкции слой пористого материала, толщиной 25-35 мм. Данный способ огнезащиты позволяет увеличить огнестойкость металлических конструкций до величин R45-R60.

Предел огнестойкости деревянных конструкций

В отличие от металла дерево является горючим материалом, поэтому пределы огнестойкости деревянных конструкций зависят от двух факторов: времени от начала воздействия пожара до воспламенения древесины и времени от начала воспламенения древесины до наступления того или иного предельного состояния конструкции:

τ= τ воспл+ τ гор

Скорость уменьшения рабочего сечения деревянных конструкций на пожаре составляет от 0,6 до 1,0 мм/мин, поэтому деревянные конструкции, особенно с массивным сечением могут иметь достаточно большие значения пределов огнестойкости.

Конечно необходимо учитывать, что с уменьшением сечения уменьшается прочность конструкции и если брус был нагружен на 90%, то и предел огнестойкости будет низким, если на 10%, то чтобы произошло разрушение нужно больше времени.

Эффективным способом огнезащиты деревянных конструкций являются разнообразные краски вспучивающиеся и невспучивающиеся, а также пропитка антипиренами.

Необходимо обращать внимание на обеспечение достаточной огнестойкости деревянных конструкций, имеющих узлы крепления, опоры, затяжки, армирование из металлических элементов.

Предел огнестойкости железобетонных конструкций

Огнестойкость железобетонных конструкций зависит от многих факторов: конструктивной схемы, геометрии, уровня эксплуатационных нагрузок, толщины защитных слоев бетона, типа арматуры, вида бетона, и его влажности и др.

В условиях пожара предел огнестойкости железобетонных конструкций наступает, как правило: а) за счет снижения прочности бетона при его нагреве; б) теплового расширения и температурной ползучести арматуры; в) возникновения сквозных отверстий или трещин в сечениях конструкций; г) в результате утраты теплоизолирующей способности. Наиболее чувствительными к воздействию пожара являются изгибаемые железобетонные конструкции: плиты, балки, ригели, прогоны. Их предел огнестойкости в условиях стандартных испытаний обычно находится в пределах R45-R90. Столь малое значение пределов огнестойкости изгибаемых элементов объясняется тем, что рабочая арматура растянутой зоны этих конструкций, которая вносит основной вклад в их несущую способность, защищена от пожара лишь тонким защитным слоем бетона. Это и определяет быстроту прогрева рабочей арматуры конструкции до критической температуры.

Огнестойкость сжатых железобетонных элементов исчерпывается при пожаре за счет снижения прочности поверхностных, наиболее прогреваемых слоев бетона и сопротивления рабочей арматуры при нагреве.

Это приводит к быстрому снижению несущей способности конструкции при пожаре.

В момент времени воздействия пожара, когда несущая способность конструкции снизится до уровня рабочих нагрузок, и наступит ее предел огнестойкости по признаку «R».

Для железобетонных колонн предел огнестойкости обычно находится в пределах R90-R150.

При необходимости увеличения пределов огнестойкости железобетонных конструкций рекомендуется следующие мероприятия:

— увеличение толщины защитного слоя бетона;

— облицовка негорючими материалами;

— снижение пожарной нагрузки в помещении;

— снижение механической нагрузки на конструкцию;

— применение рабочей арматуры с более высокой критической температурой прогрева при пожаре.

В настоящее время если подбирать материал по пределу огнестойкости, то лучше всего применять железобетонные конструкции т.к. они имеют достаточно большой предел огнестойкости даже без дополнительных мероприятий и соответственно будут стоить дешевле.

Требуемый предел огнестойкости

Требуемый предел огнестойкости конструкции устанавливается согласно таблице 21, 23, 24 ФЗ 123 в зависимости от степени огнестойкости здания и типа конструкции, либо прописывается в СТУ, если они разрабатываются для конкретного сооружения.

Таблица 21. Соответствие степени огнестойкости и предела огнестойкости строительных конструкций зданий, сооружений и пожарных отсеков

Таблица 23. Пределы огнестойкости противопожарных преград

Таблица 24. Пределы огнестойкости заполнения проемов в противопожарных преградах

Литература:

Ройтман В.М. Инженерные решения по оценке огнестойкости проектируемых и реконструируемых зданий. М., Ассоциация «Пожнаука», 2001.

Источник: http://buildingbook.ru/pred_ognest.html

Деревянные перекрытия Коттеджа. Огнестойкость 5.1 ч

Доброго времени суток мои Читатели и Зрители! Сегодня я продолжаю тему о перекрытиях и мы рассмотрим Огнестойкость Деревянных перекрытий.

Как я уже обращал Ваше внимание, к моему сожалению, но сложившиеся условия в Нормативной базе таковы, что никому эти нормы не нужны… Есть, да и есть.

Что еще надо? Радуйтесь хотя бы тому что есть… Ни о каких существенных изменениях, дополнительных исследованиях, опытах… Речи вообще не может быть! Всё это требует финансирования.

И те кто это финансирует… в праве опубликовать, если это увеличит продажи. И в праве это НЕ публиковать, если это  уменьшит продажи. Они заплатили за это ПРАВО.

А вы? Вы сколько заплатили?

Источник: http://www.wayhome.tv/2013/08/derevyannye-perekrytiya-kottedzha-ognestojkost/

Огнестойкость дерева и способы ее повысить

Под огнестойкостью деревянной конструкции понимается временной промежуток, по истечении которого в условиях распространения пожара она сохраняет свою целостность (несущую способность и конструктивную устойчивость).

Предел огнестойкости деревянных конструкций в среднем составляет от 30-ти до 45-ти минут, что несколько превышает те же показатели для металлических сооружений. Однако в сравнении с аналогичным параметром для железобетонных сооружений по своей защищённости они значительно уступают последним.

Основные этапы горения древесины

Горение материала древесины может быть представлено в виде двух последовательных стадий. На первом этапе происходит сгорание продуктов разложения в газообразной форме, которое сопровождается образованием яркого пламени.

Вторая стадия этого процесса представляет собой беспламенное догорание образовавшегося на начальном этапе угля.

Определяющее влияние на огнестойкость деревянной конструкции (частного дома, например) оказывает первая из этих стадий, в течение которой создаются оптимальные условия для поддержания распространения горения.

Какое-то время оба этих процесса протекают практически одновременно, после чего выделение газов прекращается, а гореть продолжает один только уголь. При этом скорость, с которой выгорает основная масса древесного материала здания, определяется следующими факторами:

• объемный вес всей конструкции;
• влажность исходного строительного материала;
• температура окружающей среды;
• соотношение свободных пространств к объёмам, занимаемым древесиной.

Более плотный по своей структуре древесный материал (дуб, например) сгорает медленнее, чем та же осина, что объясняется различием в их теплопроводности.

При воспламенении древесины с повышенным показателем влажности определённое количество тепла расходуется на испарение влаги. В результате этого на разложение материала тратится меньше тепловой энергии. Естественно, что сухая древесина с учётом всего изложенного сгорает намного быстрее.

Температура горения и способствующие факторы

Температура, достигаемая на первой стадии самовозгорания, заметно превышает тот же показатель для беспламенного периода сгорания продуктов разложения. На начальной стадии тонкий слой угля образуется лишь на поверхности древесины, и он сначала не горит, несмотря на то, что находится в раскалённом состоянии.

Дело в том, что на этом этапе практически весь кислород расходуется на поддержание пламени и имеет ограниченный доступ к другим продуктам сгорания. Уголь начинает разлагаться только с того момента, когда полностью завершается этап пламенного горения.

Температура возгорания древесного материала, обеспечивающая поддержание устойчивого горения, для большинства сортов составляет 250-300 градусов.

Эффективному развитию горения в деревянных конструкциях способствует близкое расположение отдельных элементов, как правило, монтируемых параллельно и с небольшим зазором.

Наглядным примером такого расположения являются стропила и обрешётка кровель. Вследствие этого неизбежен их взаимный разогрев с одновременным усилением воздушной тяги в продольных направлениях.

Всё перечисленное заставляет строителей предпринимать специальные меры защиты древесных сооружений от воздействия открытых очагов огня.

Поведение конструкций во время пожара

Особенность разрушения деревянных конструкций состоит в том, что при непосредственном контакте с открытым огнём, они разрушаются (обугливаются) со средней скоростью один миллиметр в минуту.

В результате этого исходное сечение изготовленных из дерева элементов уменьшается, а вместе с тем понижается их прочность. Следствием этих процессов является полное разрушение всех составляющих этих конструкций.

При рассмотрении характера поведения древесных структур необходимо учитывать конструктивные особенности используемого материала, который может быть представлен следующими разновидностями:

• однородная древесная масса;
• клеёные армированные балки;
• фанерные структуры.

Однородные материалы в условиях пожара проявляют себя обычным образом, рассмотренным выше. Что касается сложных по составу конструкций (балок перекрытия, например), изготавливаемых методом склейки – на их поведение при горении значительное влияние оказывает термостойкость используемых клеевых составов.

При правильно подобранном клее скорость разрушения этих строительных элементов заметно снижается. То же самое можно сказать и о фанерных материалах, признаками термического распада которых является их постепенное расслоение.

Если не учитывать особенности нарушения клеевых связей – во всём остальном они ведут себя как обычные однородные структуры.

Класс пожарной опасности без обработки

Класс пожарной опасности деревянных конструкций (без их предварительной обработки защитными составами) определяется степенью их активности при развитии пожарной ситуации.

Классификация по этому признаку осуществляется на основании действующего ГОСТа 30403-96 и предполагает деление сооружений по огнестойкости (или пожарной опасности, что одно и то же) на четыре категории: К0, К1, К2, К3.

Считается, что данная конструкция удовлетворяет нормативным требованиям, если фактический предел пожарной опасности соответствует или превышает (находится выше по рангу в таблице) нормируемого показателя.

Разбитые на группы данные, помимо указанной классификации, также различаются по характерным признакам воспламеняемости и горючести.

Конструктивные меры защиты

Огнезащитные меры в отношении большинства деревянных домов и других строений обеспечиваются соответствующими конструктивными решениями, а также за счёт их обработки специальными химическими реактивами (антипиренами).

Защищённость этого вида реализуется повышением массы отдельных элементов, исключением заострённых рёбер и сильно выступающих частей («острожка граней»), использованием лишённых пустот древесных элементов.

Применяются также термоустойчивые утеплители, огнезащита поверхностей деревянных конструкций специальными обмазками. Используются защитные покрытия в виде асбестоцементных (гипсолитовых) листовых заготовок и штукатурка толщиной до 1,5 сантиметра.

Дополнительные меры противодействия распространению пожара предполагают соблюдение норм формирования противопожарных разрывов.

К этому можно добавить разбивку строений специальными перегородками и соответствующее обустройство стенных проёмов (окон и дверей) и огнестойких кровель. Все эти меры позволяют усилить конструкцию в смысле её способности противостоять распространению пожара.

Защитные химические составы

Защиту посредством химических препаратов принято различать по степени проникновения антипиренов в обрабатываемые материалы. Согласно этому признаку они делятся на трудносгораемые и трудновоспламеняемые.

К первой категории принято относить элементы, пропитка которых защитными составами осуществлялась под давлением.

Трудновоспламеняемые заготовки отличаются повышенным содержанием антипиренов, поверх которых дополнительно наносится слой огнезащитной краски.

С основными видами антипиренов и их составом можно ознакомиться в таблице.

При оценке уязвимости изготовленных на основе древесины домов или подсобных помещений важен учёт всех факторов, влияющих на защищённость каждого из составных элементов.

Помимо того, не следует забывать о таком важном параметре древесных конструкций, как предельная величина их огнестойкости.

Загрузка…

Источник: https://ProtivPozhara.com/zaschita/teorija-stojkosti/ognestojkost-dereva