Степень огнестойкости деревянных конструкций: температура возгорания дерева, пожарная опасность и защитные меры

температура возгорания дерева, пожарная опасность и защитные меры

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.

Несмотря на ограниченность по времени этот процесс сопровождается выделением значительного количества тепла.

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.

Наименьший размер сечения, мм	Скорость обугливания древесины V, мм/мин
	клееной	цельной
120 мм и более	0,6	0,8
Менее 120 мм	0,7	1,0

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.

Характеристики каждого их этих классов для сооружений с различной допустимой уязвимостью приводятся в таблице.

Класс пожарной опасности конструкций	Допускаемый размер повреждения конструкций, см		Наличие		Допускаемые характеристики пожарной опасности поврежденного материала
					горючести	воспламеняем ости	дымообразующей способности
			теплового эффекта	горения
	вертикальных	горизонтальных
КО	0	0	н.д.	н.д.	—	—	—
К1	до 40 >40	до 25 >25	н.д. н.р.	н.д. н.д.	н.р. Г2	н.р. В2	н.р. Д2
К2	более 40, но до 80 то же	более 25, но до 50 то же	н.д. н.р.	н.д. н.д.	н.р. Г3	н.р. В3	н.р. Д2
КЗ	не регламентируется

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.

Кроме того, для снижения показателя горючести при проектировании намеренно сокращается количество конструкций с параллельно расположенными древесными элементами и пустотами между ними.

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.

Все известные деревянные конструкции по показателю огнестойкости существенно отличаются от других сооружений.

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…

Другие полезные статьи:

Огнезащита деревянных конструкций

В данной статье поговорим о пожарной опасности древесины, огнезащите деревянных конструкций, как проводится обработка огнезащитным составом и как осуществляется проверка огнезащитной обработки деревянных конструкций.

Древесина как строительный материал обладает рядом преимуществ: относительная прочность, стойкость к воздействию агрессивных сред, небольшая плотность и низкая теплопроводность, простота в механической обработке. Вместе с этим, древесина обладает одним существенным недостатком — пожарной опасностью.

Пожарная опасность древесины

Пожарная опасность древесины связана с ее легкой воспламеняемостью и повышенной горючестью. Поэтому огнезащита деревянных конструкций применяется как раз с целью снижения пожарной опасности конструкций из древесины.

Температура воспламенения древесины (сосна) составляет около 250°С, самовоспламенения – около 350°С. Древесина горит в двух режимах: в пламенном и в режиме тления, т.е. в режиме гомогенного и гетерогенного горения.

Критическая плотность падающих лучистых потоков зависит от того, в каком направлении облучается древесина и от длительности воздействия. При одном и том же времени теплового воздействия критическая плотность теплового потока меньше при поперечном относительно волокон древесины направлении, поскольку теплопроводность древесины вдоль волокон в несколько раз больше, чем поперек волокон. Следует помнить, что в практике мы имеем дело в основном с поперечным тепловым воздействием на деревянные конструкции.

Группа распространения пламени древесины определяется тепловым потоком, при котором еще возможно распространение пламени, это значение составляет около 5 кВт/м2.

Наибольшую дымообразующую способность и токсичность продуктов горения древесина имеет при ее горении в режиме тления.

Древесина и строительные конструкции на ее основе, без огнезащиты имеют следующие показатели пожарной опасности:

— группа горючести Г4, сильногорючие;

— группа воспламеняемости В3, легковоспламеняемые;

— группа распространения пламени РП3 и РП4, умереннораспространяющие и сильнораспространяющие;

— группа дымообразующей способности Д2 (пламенное горение) и Д3 (тление), с умеренной и высокой дымообразующей способностью;

— группа токсичности Т3, высокоопасные.

Таким образом, древесина без огнезащитной обработки обладает практически наиболее опасными параметрами по всем показателям пожарной опасности.

Применение различных приемов огнезащиты позволяют снизить или вовсе исключить тепловое воздействие в течение определенного времени, либо снизить выделение продуктов пиролиза, тем самым уменьшая ее воспламеняемость, дымообразующую способность и токсичность.

Огнезащита деревянных конструкций

Огнезащита деревянных конструкций осуществляется конструктивными методами, поверхностной обработкой и при помощи глубокой пропитки.

Конструктивная огнезащита конструкций из древесины осуществляется при помощи:

— оштукатуривание;

— покрытие огнезащитными элементами, в том числе негорючей облицовкой;

— увеличение сечения деревянных конструкций.

Оштукатуривание древесины осуществляется на заранее подготовленную деревянную поверхность, которую делают шероховатой или покрывают дранкой, для лучшего закрепления штукатурки.

В качестве конструктивных покрытий для деревянных конструкций могут быть использованы асбестоцементные листы, гипсокартон или другие негорючие материалы и трудногорючие материалы.

Чем толще конструкция, тем труднее ее прогреть на требуемую глубину для возникновения устойчивого горения и распространения пламени. Поэтому увеличение сечений деревянных конструкций может быть одним из вариантов огнезащиты и повышения пределов огнестойкости.

Конструктивная огнезащита в виде оштукатуривания деревянных конструкций чаще всего используется в малоэтажной жилой застройке, для домов, построенных из деревянного бруса или бревен. Более распространенным способом конструктивной огнезащиты древесины является обшивка стен и потолка одним или несколькими слоями гипсокартона. Это могут быть и пустотные конструкции с негорючим заполнением (минераловатные плиты, например). Вместе с тем, обшивка деревянных стен гипсокартоном в ряде случаев носит всего лишь декоративный характер.

В настоящее время наибольшее распространение среди средств огнезащиты древесины получили различные огнезащитные составы, которые можно условно разделить на три типа:

— огнезащитные лаки, образующие прозрачную пленку на поверхности древесины;

— огнезащитные краски, образующие непрозрачный слой;

— огнезащитные составы, которые наносятся на поверхность древесины или вводятся в древесину методом глубокой пропитки.

Огнезащитная обработка деревянных конструкций

Огнезащитная обработка деревянных конструкций с помощью составов осуществляется следующим образом. Вначале концентрат смешивают с водой в требуемых пропорциях в соответствии с инструкцией по применению. Затем полученный раствор наносится на деревянные конструкции с помощью кисти или распылением. При распылении перерасход, вызванный потерями огнезащитного состава, больше, чем при покраске кистью.

Огнезащитная обработка деревянных конструкций с помощью лаков и красок осуществляется с помощью кистей. При этом поверхность деревянных конструкций предварительно очищают от грязи, пыли и других материалов, очищают их с помощью различных растворителей.

Глубокая пропитка древесина производится в автоклаве раствором антипиренов. Затем в автоклаве создают вакуум и подают в него пропиточный состав. Вместе с деревянными конструкциями, механическая обработка которых уже после обработки не допустима, в автоклав загружаются образцы, для последующего определения группы огнезащитной эффективности по ГОСТ Р 53292-2009.

Конструктивную огнезащиту следует проводить по проекту с учетом имеющихся технических условий на соответствующие конструкции. Следует помнить, что металлический крепеж и узлы соединения деревянных конструкций должны иметь предел огнестойкости не ниже деревянной конструкции.

Огнезащитная обработка является лицензируемым видом деятельности.

Проверка огнезащитной обработки деревянных конструкций

В соответствии с последней редакцией Правил противопожарного режима в РФ проверка состояния огнезащитной обработки (пропитки) при отсутствии в инструкции сроков периодичности проводится не реже 1 раза в год (см. Постановление Правительства РФ от 17 февраля 2014 года №113).

По старым требованиям проверка качества огнезащитной обработки должна была проводиться минимум 2 раза в год, теперь 1 раз в год.

Следует обратить внимание еще на один немаловажный момент в пункте 21 ППР РФ, а именно:

— руководитель организации осуществляет проверку состояния огнезащитной обработки (пропитки) в соответствии с инструкцией завода-изготовителя с составлением протокола проверки состояния огнезащитной обработки (пропитки).

Другими словами, если в паспорте на огнезащитный состав имеется инструкция о том, как следует проводить огнезащитную обработку деревянных конструкций, то следует проверять по инструкции. Протокол (акт) проверки качества огнезащитной обработки выполняется в таком случае в произвольной форме, поскольку не требуется применение инструментальных средств.

Вот один из примеров записи в паспорте на огнезащитный состав:

— в процессе эксплуатации обработанных биопиреном конструкций должен производиться контроль качества огнезащитной обработки;

— контроль качества огнезащитной обработки осуществляется 1 раз в 3 года в течение срока службы биопирена;

— в ходе контроля качества огнезащитной обработки визуально оценивается внешний вид и условия эксплуатации;

— при обнаружении отклонений по внешнему виду и условиям эксплуатации от требований технической документации следует оценить качество огнезащитной обработки конструкций с помощью прибора ПМП-1 по методике ГОСТ Р 53292-2009;

— результаты контроля качества следует фиксировать в акте проверки качества огнезащитной обработки.

Как показывает практика, в ряде случаев собственники (руководители) организаций упускают этот момент из виду и осуществляют проверку качества огнезащитной обработки ежегодно. Дело в том, что очень важен контроль за соблюдением условий обработки огнезащитными составами, лаками и красками на этапе выполнения работ, чтобы огнезащитная обработка была выполнена качественно.

Если в технической документации на огнезащитный состав периодичность проверки не указана и нет методики проверки, то в соответствии с пунктом 21 ППР следует проверять минимум 1 раз в год по ГОСТ Р 53292-2009.

Суть проверки качества огнезащитной обработки, проведенной с применением огнезащитных составов, заключается в отборе образцов с деревянных конструкций. Образцы для испытаний отбираются определенных размеров, либо доводятся до них в лабораторных условиях. Затем образцы высушиваются и подвергаются воздействию открытым огнем на приборе малогабаритном переносном ПМП-1. По результатам испытаний делается вывод о качестве огнезащитной обработки.

Огнезащитная обработка может быть проверена в рамках мероприятий по надзору (контролю), если акты проверки огнезащиты отсутствуют или их достоверность вызывает сомнения. При этом для проверки могут привлекаться независимые учреждения, имеющие соответствующую аккредитацию.

Качество огнезащитной обработки с помощью лаков и красок осуществляется визуально. Поэтому руководителям организаций (заказчикам) следует быть внимательными при производстве работ исполнителями по огнезащитной обработке деревянных конструкций при помощи лаков и красок. Дело в том, что внешне огнезащитные лаки и краски могут не отличаться от обычных лакокрасочных материалов, но отличие по цене может быть существенным. Выводы напрашиваются сами собой, к сожалению, прецеденты имеются.

Советую также к прочтению руководство ВНИИПО «Способы и средства огнезащиты древесины», в нем многие моменты разъяснены.

Теперь что касается оценки качества конструктивной огнезащиты деревянных конструкций.

Следует отметить, что в настоящее время какие-либо методики по оценке конструктивной огнезащиты деревянных конструкций отсутствуют. Поскольку конструктивная огнезащита в основном используется для повышения пределов огнестойкости деревянных строительных конструкций, то на практике пределы огнестойкости могут быть определены по справочным данным из различных пособий. Одним из них является «Пособие по определению пределов огнестойкости конструкций, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов (к СНиП II-2-80)».

Однако, при использовании данного пособия следует помнить, что пределы огнестойкости в зависимости от толщины конструктивной огнезащиты указаны без связи с нагрузкой на деревянные конструкции, что существенно снижает область применения данного справочного источника.

К тому же, нет утвержденных технических условий и методов, по которым осуществляется конструктивная огнезащита деревянных конструкций, целиком состоящих из древесины. Для конструкций, каркас которых выполнен из древесины, с негорючим заполнением, подобные решения в ограниченном количестве имеются.

Другими словами, не существует пока практического способа, каким образом выполнять конструктивную огнезащиту деревянных конструкций, чтобы обеспечить тот или иной предел огнестойкости. Ведь помимо огнезащитного покрытия на предел огнестойкости влияют и узлы крепления конструктивной огнезащиты.

Проверка качества огнезащитной обработки является не лицензируемым видом деятельности, но вместе с этим учреждения могут получить на этот вид деятельности аккредитацию в добровольном порядке.

Огнестойкость деревянных домов — методы определения степени и способы повышения огнестойкости

Важность такого параметра постройки как огнестойкость деревянного дома не вызывает сомнений. Высокая вероятность возгорания и разрушительные последствия пожара всегда выступали как один из главных недостатков древесины при использовании ее в качестве строительного материала. Именно поэтому вопросам обеспечения необходимого для безопасной эксплуатации здания уровня огнестойкости всегда уделяется самое повышенное внимание.

Действующая нормативная база

Степень огнестойкости деревянного дома – это способность постройки сохранять геометрические размеры, прочностные характеристики и основные функциональные возможности при воздействии пожара. Уровень этого параметра определяется промежутком времени, в течении которого здание удовлетворяет описанным выше условиям.

Сегодня существует сразу несколько нормативных документов, регулирующих сферу обеспечения пожарной безопасности в строительстве. К их числу относятся:

• Федеральный закон №123-ФЗ, изданный достаточно давно — 22.07.2008 года. С тех пор он многократно корректировался, а последняя его редакция вступила в силу совсем недавно – 29.07.2017 г. Документ представляет собой Технический регламент, формулирующий требования пожбезопасности;
• СНиП 21-01-97, в котором содержатся основные нормы и требования, связанные с обеспечением пожарной безопасности при возведении и эксплуатации здания и сооружений;
• НБП 106-95. Ведомственный документ противопожарной службы МВД России, оставшийся актуальным после переподчинения ее подразделений МЧС. Он описывает противопожарные требования, касающиеся индивидуальных жилых домов.

Выше приведены только самые основные документы, связанные с вопросами строительства и эксплуатации различных зданий и сооружений, в том числе деревянных. Помимо указанных, существует еще достаточно большое количество законодательных и нормативных актов, разобраться в которых человеку, не имеющему юридическое образование достаточно сложно.

Определение степени огнестойкости деревянных домов

Несмотря на наличие такого большого количества различных нормативных документов, а выше приведены далеко не все, определить степень огнестойкости у деревянного дома далеко не просто. Это объясняется запутанностью определений и терминов, используемых в действующих сегодня законах. Например, в Советском Союзе был разработан простой и понятный СНиП 2.01.02-85 (именно ему на смену пришел упомянутый СНиП 21-01-97).

Многие специалисты до сих пор вспоминают этот нормативный документ с ностальгией, так как в нем содержалась простая и понятная классификация всех зданий по уровню пожарной безопасности на 5 классов. Деревянные дома из бруса или бревна в соответствии с нею имели либо IV, либо V степень огнестойкости, в зависимости от уровня и видов выполненных огнезащитных работ.

Действующие сегодня нормативные документы определяют степень огнестойкости деревянного жилого дома намного более сложными методами. При этом учитываются несколько параметров. Наиболее важными из них являются горючесть строительных материалов, используемых при возведении здания, их воспламеняемость, уровень распространения пламени, а также дымообразующая способность. Разобраться в подобных хитросплетениях удается далеко не каждому владельцу постройки из бревна или бруса. Несколько упрощает задачу классификация зданий по временному пределу огнестойкости, где также все дома делятся на 5 классов по аналогии со СНиПом советского времени.

Способы повышение огнестойкости домов из древесины

Независимо от того, насколько велика огнестойкость сруба по действующим сегодня нормативным и законодательным документам, вполне логичным является желание любого его владельца повысить уровень пожарной безопасности. Возможности сегодняшнего рынка строительных материалов предоставляют широкий выбор различных огнезащитных материалов. Наиболее часто применяются три варианта выполнения подобных работ:

• С использованием лакокрасочных огнезащитных составов. Простой и эффективный вариант защитной обработки, который одновременно позволяет создать красивое декоративное покрытие деревянных поверхностей. При этом в большинстве случае текстура и цвет древесины сохраняется. Лакокрасочные составы применяются, главным образом, для покрытия небольших конструкций и внутренних работ;
• С применением терморасширяющихся или вспучивающихся составов. Данный тип материалов обеспечивает более высокий уровень огнестойкости. Это достигается созданием при нагревании толстого защитного слоя, в течение длительного времени оберегающего древесины от воздействия огня;
• При помощи огнезащитных конструкций. Не менее распространенный вариант, который предусматривает создание изоляции деревянных поверхностей при помощи различного вида штукатурок, разнообразных облицовочных материалов, мастик или паст, являющихся негорючими материалами.

Соблюдение требований пожарной безопасности в отечественном частном домостроении практически никогда серьезно не контролировалось. Однако, владелец сруба из бревна или бруса сам должен быть заинтересован в том, чтобы обеспечить максимально безопасные условия собственного проживания. И выполнение различных видов огнезащиты является обязательным условием для этого. Сделать подобные работы эффективными поможет консультация у квалифицированного специалиста, который с легкостью подберет наиболее подходящий материал из множества представленных на рынке.

27/12/2017

СНиП II-2-80 Пособие => Несущие деревянные конструкции. Таблица 12. Покрытия и перекрытия с подвесными потолками. 2.41. (2.2 табл.1, примеч.1)….

2.42. Пределы огнестойкости покрытий и перекрытий со стальными и железобетонными несущими конструкциями и с подвесными потолками, а также пределы распространения огня по ним приведены в табл.13.

№ п.п	Краткая характеристика конструкции	Схема конструкции	Размеры, B, см	Предел огнестойкости, ч	Предел распространения огня, см	Предельное состояние по огнестойкости (см. п.2.4.)
1	2	3	4	5	6	7
1	Стальные или железобетонные из тяжелого бетона несущие конструкции покрытий и перекрытий (балки, прогоны, ригели и статически определимые фермы) при опирании плит и настилов из несгораемых материалов по верхнему поясу, с подвесными потолками при минимальной толщине заполнения потолков В, указанной в графе 4, с каркасом из металлических тонкостенных профилей:
	а) заполнение — гипсовые декоративные плиты, армированные стекловолокном; каркас — стальной, скрытый		0,9	1,8	0	IV
	б) заполнение — гипсовые декоративные плиты, армированные стекловолокном, каркас — стальной, скрытый		0,9	1,15	0	IV
	в) заполнение — гипсовые декоративные плиты, армированные стекловолокном, перфорированные, площадь перфорации 4,6%; каркас — стальной, скрытый		0,9	0,75	0	IV
	г) заполнение — гипсоперлитовые декоративные плиты, армированные стеклосеткой; каркас — стальной, открытый, заполненный внутри гипсовыми брусками		1,2	2,55	0	IV
	д) заполнение — порогипсовые декоративные плиты, не армированные, перфорированные, площадь перфорации 2,4%; каркас — стальной, открытый		1,2	0,5	0	IV
	е) заполнение — порогипсовые перфорированные декоративные плиты, армированные отходами асбеста; каркас - стальной, открытый, заполненный внутри минеральной ватой		1,2	1,45	0	IV
	ж) заполнение — гипсовые литые звукопоглощающие плиты, заполненные минеральной ватой; каркас — стальной, открытый		B1 + B2 = 0,6+2,4	1	0	IV
	и) заполнение — гипсовые литые звукопоглощающие плиты, заполненные порогипсом; каркас — стальной, открытый		B1 + B2 = 0,6+2,4	1,4	0	IV
	к) заполнение — гипсовые литые звукопоглощающие плиты, заполненные порогипсом; каркас — стальной, открытый, заполненный внутри минеральной ватой		B1 + B2 = 0,8+2,2	1,5	0	IV
	л) заполнение — жесткие минераловатные плиты типа акмигран со стальными шпонками уплотнения швов; каркас — стальной, скрытый		2	1,45	0	IV
	м) заполнение — жесткие минераловатные плиты типа акмигран со стальными шпонками уплотнения швов; каркас — стальной, открытый		2	1,4	0	IV
	н) заполнение — жесткие минераловатные плиты типа акмигран со стальными шпонками уплотнения швов; каркас — алюминиевый, скрытый		2	1	0	IV
	п) заполнение — жесткие минераловатные плиты типа акмигран без шпонок уплотнения швов; каркас - алюминиевый, скрытый		2	0,75	0	IV
	р) заполнение — жесткие вермикулитовые плиты; каркас — стальной, открытый, заполненный внутри минеральной ватой		1,5	1,1	0	IV
	с) заполнение — стальные штампованные панели, заполненные полужесткими минераловатными плитами на синтетическом связующем; каркас — стальной, скрытый		3	1,7	0	IV
	т) заполнение — полужесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем, уложенные по стальной сетке с ячейками до 100 мм		8	1,35	0	IV
	у) заполнение двухслойное, верхний слой — полужесткие минераловатные плиты на синтетическом связующем, уложенные по стальной сетке с ячейками до 100 мм, нижний — стекловолокнистые плиты, уложенные на декоративный алюминиевый лист		B1 + B2 = 8+3	2,35	0	IV
	ф) заполнение - асбестоцементно-перлитовые плиты; каркас — стальной, открытый		0,8	0,9	0	IV
	х) заполнение — листы гипсокартонные по ГОСТ 6266-81 с изм.; каркас — стальной, открытый		1,4	0,55	0	IV
	ц) заполнение — алюминиевые листы, покрытые составом ВПМ-2; каркас — стальной, скрытый		0,5	0,65	0	IV
	ч) заполнение — стальные листы без огнезащитного покрытия; каркас — стальной, открытый		0,07	0,4	0	IV
2	Предварительно напряженные из тяжелого бетона ребристые железобетонные плиты перекрытий или покрытий с подвесными потолками при минимальной толщине заполнения потолков B, указанной в графе 4, с открытым каркасом из тонкостенных стальных профилей:
	а) заполнение - асбестоцементно-перлитовые плиты		B = 1	1,6	0	II
	б) заполнение — жесткие вермикулитовые плиты		В = 1,5	1,35	0	II

4.10. Огнестойкость деревянных

КОНСТРУКЦИЙ

Деревянные конструкции широко применяются в гражданском строительстве, однако они обладают очень низкой огнестойкостью, т.к. древесина является горючим материалом. Потеря огнестойкости наступает в результате обгорания несущих элементов, уменьшения рабочего сечения и обрушения элемента.

Повысить огнестойкость деревянных конструкций можно пропиткой древесины водным раствором солевых огнезащитных составов либо их покрытие специальными красками, препятствующими загоранию поверхности от прямого действия огня и развитию реакции горения. Однако более эффективным является устройство огнезащитного экрана, как в металлических конструкциях, в виде штукатурки по сетке или облицовки теплоизоляционными материалами. В качестве облицовки внутри сухих помещений используют гипсокартонные листы и гипсоволокнистые плиты, для наружных поверхностей применяют асбоцементные плоские и волнистые плиты. Преимуществом в огнезащитных свойствах обладают гипсоволокнистые плиты, гипсокартонные листы разрушаются под действием огня через 10-15минут, асбоцементные плиты трескаются с разлетом кусков в эти же сроки. Штукатурка по металлической сетке более огнестойка, однако она может заблаговременно растрескаться от деформации древесины при изменении её влажности.

Вспучивающие обмазки также находят применение в огнезащите деревянных конструкций. После обработки огнестойкость элемента может повыситься до 45 минут.

4.11. Огнестойкость зданий и сооружений

Огнестойкость зданий означает его способность сохранять свои эксплуатационные функции в условиях пожара. В соответствии со СНиП 21-01-97здания разделяются на пять степеней огнестойкости -I, II, III, IV и V. Назначение той или иной степени огнестойкости зависит от типа здания – жилое, общественное или производственное, его высоты или числа этажей, а также класса конструктивной пожарной опасности. Задачей проектировщика является уменьшение ущерба от пожара, с этой целью зданиям с низкой огнестойкостью устанавливают ограничения по размеру этажа и высоте здания.

Например, для производственных зданий категории Г требуемая степень огнестойкости назначается из следующих параметров ( из СНиП 31-03-2001).

Таблица 4.1

Категория здания по ВПО	Высота здания, м	Степень огнес- тойкости	Класс конструк. пожарной опасности	Площадь этажа, м
				одно- этажн.	два этажа	три и бо- лее этаж
Г	54 36 30 24 18	I, II III III IV IV	СО СО С1 СО С1	не огран. то же то же то же 6500	не огран 25000 10400 10400 5200		не огр. 10400 7800 5200 —

Для жилых многоквартирных домов требуемая степень огнестойкости назначается по СНиП 31-01-2003, а для общественных зданий по СНиП 2.08.02-89. Во всех трех типах зданий наличие систем автоматического пожаротушения позволяет существенно увеличить допустимую площадь этажа.

Реализация требуемой степени обеспечивается выбором строительных материалов и минимальным пределом огнестойкости используемых строительных конструкций. Для более огнестойких зданий необходимо применять конструкции из негорючего материала с высоким пределом огнестойкости. Например, для реализации требуемой III степени огнестойкости следует использовать конструкции со следующими минимальными значениями предела ( по СНиП 21-01-97 ).

Таблица 4.2

Степень огн-ти здания	Предел огн-ти строит.конструкций, не менее
	Несущ. элемент		Наружн. ненесущ. стены	Перек- рытия	Настил покрыт.	Балки фермы покрыт.	Стены лестн. клеток	Марши лестн. клеток
III	R45	E15		REI 45	RE 15	R15	REI 60	R45

Требования по пределу огнестойкости одинаковы дл всех типов зданий.

Анализ воздействия огнезащитного покрытия на прочностные качества деревянных строительных конструкций | Соловьева

Анализ воздействия огнезащитного покрытия на прочностные качества деревянных строительных конструкций

М. Е. Соловьева, Ф. Ш. Хафизов

Аннотация

Российский и международный опыт эксплуатации зданий и сооружений разного функционального назначения, а также результаты исследований по проблемам безопасности показывают, что эксплуатирующие организации, обслуживающий персонал и надзорные органы должны своей первоочередной задачей считать обеспечение соблюдения на объектах строительства требований пожарной безопасности. Действующие на сегодняшний день нормы пожарной безопасности классифицируют материалы строительных конструкций только по пожарной опасности, поэтому большинство современных огнезащитных материалов для деревянных строительных конструкций предназначено для снижения пожарной опасности за счет ограничения распространения пламени по их поверхности при пожаре. Однако, одним из критериев пожарно-технической классификации строительных конструкций является степень их огнестойкости. При этом существующие нормы и стандарты пожарной безопасности характеризуют этим параметром только металлические и железобетонные конструкции, что существенно ограничивает применение деревянных конструкций в качестве несущих. Следовательно, целесообразной является разработка огнезащитного состава, позволяющего повысить предел огнестойкости деревянных строительных конструкций при пожаре. На основе анализа существующих средств и методов огнезащиты элементов деревянных строительных конструкций авторами статьи было подобрано наиболее оптимальное соотношение компонентов вспучивающегося огнезащитного покрытия для деревянных строительных конструкций, нанесение которого в условиях строительной площадки является наиболее перспективным и эффективным методом огнезащиты древесных материалов. В статье рассматривается влияние разработанного огнезащитного покрытия на прочностные качества деревянных строительных конструкций. Приведены результаты и методы проведенных испытаний по определению предела прочности при растяжении деревянных строительных конструкций после огневого воздействия. Разработанный огнезащитный состав краски позволяет предотвратить снижение предела прочности деревянных строительных конструкций при пожаре и, следовательно, сохранить их несущую способность. Таких результатов удалось добиться благодаря образованию под действием высоких температур на поверхности огнезащищенных образцов пористого коксового каркаса, который способствует улучшению теплофизических свойств покрытия как теплоизоляционного материала и увеличивает время дегидратации компонентов в составе огнезащитной краски и самой древесины. Разработанный огнезащитный состав краски внедрен для производства работ по огнезащите деревянных конструкций зданий и сооружений гражданского и промышленного строительства Республики Башкортостан.

Ключевые слова

fire protection;fire safety;intumescent fire-retardant paint;load-bearing capacity;tensile machine.;tensile strength;the «standard» fire;wooden constructions;«стандартный» пожар;деревянные строительные конструкции;несущая способность;огнезащита;огнезащитная вспучивающаяся краска;пожарная безопасность;предел прочности;разрывная машина.

Полный текст:

PDF

Литература

1 Горение древесины и ее пожароопасные свойства. Монография/ Асеева Р.М. и др. М.: Академия ГПС МЧС России, 2010. 262 с.

2 Здания, сооружения и их устойчивость при пожаре / Демехин В.Н. и др. М.: Академия ГПС МЧС России, 2003. 656 с.

3 Романенков И.Г. Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1991. 320 с.

4 Хасанов Р.Ш., Хуснутдинов Р.Ф. Обеспечение долговечности деревянных конструкций и изделий: учеб. пособие. Уфа: Монография, 2005. 232 с.

5 ГОСТ 30247.0 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1996. 11 с.

6 ГОСТ 30247.1 Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1995. 11 с.

7 Технический регламент о требованиях пожарной безопасности: Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ// Российская газета. 2008. № 163. C. 18-24.

8 ГОСТ 9622-87 Древесина строительная клееная. Методы определения предела прочности и модуля упругости при растяжении. М.: ИПК Изд-во стандартов, 1987. 5 с.

DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2014-1-490-502

Ссылки

• На текущий момент ссылки отсутствуют.

© 2021 УГНТУ.

Все права защищены.

требования и расчеты. Классификация зданий и сооружений по степени огнестойкости

Степень огнестойкости – это показатель, определяющий возможное сопротивления помещения прямому воздействию огня. Показатель определяется согласно правил СНиП. Это общее определение, позволяющее оценить установленный уровень безопасности любого по назначению здания, а также материалов из которых оно построено.

От параметров огнестойкости зависит скорость площадь распространения пожара за единицу времени в конкретном помещении. Все типы зданий и сооружений в зависимости от сопротивления огню и быстроты распространения пожара подразделяют на пять категорий и обозначаются римскими цифрами.

По способности к возгоранию конструкции классифицируют следующим образом :

• Несгораемые;
• Трудно сгораемые;
• Сгораемые.

Такая классификация условна, поскольку в пределах одного здания, разные помещения могут быть изготовленные из разных материалов. Несгораемыми считаются жилые или производственные здания, при построении которых использовались несгораемые материалы.

Трудно сгораемыми называют, те что выполнены из несгораемых или сгораемых материалов, имеющих дополнительную противопожарную защиту. К примеру деревянная дверь, покрыта специальным лаком, асбестом и кровельной сталью. Сгораемые те, которые легко воспламеняются и скорость распространения пожара велика.

Как определить степень огнестойкости здания

За основу определения степени огнестойкости любого помещения взято время с момента возгорания конструкционных материалов, до момента появления явных дефектов в этих конструкциях.

• Появление трещин или же нарушение целостности поверхности, что может послужить причиной проникновения пламя либо продуктов сгорания;
• Нагревание материала больше чем на 160 С, или более чем на 190 С, в любой точке поверхности;
• Деформация основных узлов, что служит причиной ее обрушения, таким образом теряется несущая способность опорных конструкций.

Наиболее безопасными, в плане возгорания принято считать, железобетонные опорные конструкции, при условии, что в состав бетона входит цемент с высоким уровнем огнестойкости. Наименее пожароопасными принято считать незащищенные металлические материалы.

Классификация материалов и их огнестойкость

Фактическая степень огнестойкости зависит от материалов, что были использованы при возведении зданий и сооружений.

Все строительные материалы классифицируют согласно следующих характеристик :

• Выделение токсичных веществ;
• Воспламеняемость;
• Горючесть;
• Дымообразование;
• Распространение огня по поверхности конструкции.

Согласно ГОСТу 30244-94 негорючие материалы показатели огнестойкости не нормируются и могут не определяться.

По времени деформации конструкции определяют нормы огнестойкости :

• 300 мин. – кирпичи, изготовленные из керамики или силикатов;
• 240 мин. – бетон, толщин которого превышает 250 мм;
• 75 мин. – дерево с гипсовым покрытием толщиной не менее 20 мм;
• 60 мин. – стандартная входная дверь, что заранее обработана антипиреном;
• 20 мин. — конструкции из металла.

Причиной разрушения обычного бетона является наличие связанной воды, массовая доля которой составляет около 8%. Металлы имеют высокую степень огнеопасности поскольку при температуре свыше 1000 С, переходят из твердого состояния в жидкое.

Пустотелый кирпич и бетон, имеющий пористую структуру относиться к наиболее устойчивым к действию повышенных температур и открытого пламени. Здания изготовленные из этих материалов имеет I-II степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной безопасности.

Правила определения огнестойкости зданий

Степень огнестойкости и класс пожарной опасности определяют уполномоченные службы. Любое производство имеет степени огнестойкости и класса конструктивной пожарной безопасности

Согласно СНиП 21.01-97 все здания могут подразделяться на 5 основных степеней огнестойкости конструкций. Требуемая степень огнестойкости всегда указывается в паспорте котельной, промышленного или жилого здания. И так огнестойкости подразделяются:

Степень огнестойкости	Характеристика
I	Все внешние стены должны быть выполнены из синтетического или натурального камня, пористого бетона или армированного бетона. Перекрытия выполняются из плит или других негорючих материалов, которые должны относится к классу защиты: «несгораемые». Наиболее безопасные здание в плане возможности возникновения и распространения пожара. Высокий уровень безопасности. К ним в обязательном порядке относят котельные помещения.
II	Эта степень огнестойкости сходна с I, отличие заключается в возможности использования открытых стальных конструкций. (Материалы для кирпичного дома).Кирпичные дома имеют имеет II степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной безопасности
III	Третий уровень безопасности предполагает, что все основные элементы производственных зданий должны быть выполнены из синтетического или натурального камня. деревянные перекрытия возможны если они покрываются гипсом или штукатуркой. В качестве покрытия также возможен монтаж листовых материалов, относящихся к классу «трудносгораемые». Элементы покрытий не нормируются по возникновению и распространению пожара, но перекрытия крыши из дерева обрабатываются специальными растворами, что предотвращают возгорание.
ІІІ а	Здания, сооруженные по типу каркасных конструкций, что выполнены из «голой» стали. Ограждающие профили из стали или других несгораемых материалов. Возможно использование трудногорючих утеплителей.
ІІІ б	Деревянные дома в один этаж имеют III б степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной безопасности. Все деревянные элементы поддаются огнезащитной обработке, которая должна ограничить распространение пожара. Ограничительные конструкции выполняются из дерева или композитных материалов, содержащих дерево. Все оградительные конструкции в обязательном порядке подвергаются огнезащитной обработке, дабы предотвратить возможное возгорание, перегревания конструкции. Недопустимо возведения таких перекрытий недалеко от источника тепла и высоких температур.
IV	4 степень огнестойкости предполагает постройку деревянного дома. Защита от огня, осуществляется путем нанесения на древесину гипса, штукатурки или других изоляционных материалов. Элементы покрытий не имеют особых требований по возникновению и распространению огня, но деревянные перекрытия крыши обязательно должны пройти огнезащитную обработку.
IV a	Одноэтажные здания, что выполнены из стали, что не имеет защитных изоляционных покрытий. Перекрытия также из стали, но с утеплительными несгораемыми материалами.
V	Эта степень огнестойкости зданий включает все объекты (промышленные, жилые) к которым не выдвигаются особые требования касательно порога огнестойкости и скорости возгорания.

СНиП

Люди, задающиеся вопросом: что такое степень огнестойкость здания и как ее определить, должны понимать, что все соответствующее манипуляции определения степени огнестойкости от контейнера до большого производственного здания проделывают пожарные службы.

Согласно общепринятым правилам СНиП, котельные имеют I степень огнестойкости и класс конструктивной пожарной безопасности. Все печи должны быть отделены от основного котельного зала несгораемыми перегородками соответствующей толщины, что зависит от объема топливной камеры.

Если котельной используется газообразное или жидкое топливо, то помещение оснащается материалами, что поддаются быстрому демонтажу. Правила СНиП для котельной в зависимости от ежесуточного вырабатывания тепла нормируют толщину как основных, так и внутренних стен, а также материалы из которых они выполняются. По степени огнестойкости подобные здания относятся к первой группе.

Цитата сергей ®
К какому типу подстанций эта приписка «на КТП наружной установки» относится? К КТП,СТП,МТП?

Я думаю к КТП могут НЕ относиться только СТП, т. к. они не представляет собой ПС, поставляемые в собранном или полностью подготовленном на заводе-изготовителе к сборке виде.
Поэтому в ПУЭ-6 п. 4.2.125. распространяется только на СТП.
Считаю, что противопожарные расстояния,указанные в п. 4.2.131 ПУЭ-7 распространяются только на СТП. Для всех остальных ПС, поставляемых в собранном или полностью подготовленном на заводе-изготовителе к сборке виде, т. е. относящихся к КТП, противопожарные расстояния следует устанавливать по п. 4.2.68 при количестве масла 60 кг и более, а при количестве масла менее 60 кг. по п. 4.2.131.

Цитата сергей ®
Есть еще такое мнение
Вопрос:
Пункт 4.2.131 ПУЭ 7-го изд. определяет минимальные, по условиям пожарной безопасности, расстояния для комплектных трансформаторных подстанций наружной установки, отсылая в то же время к п.4.2.68 ПУЭ раздела «Открытые распределительные устройства». Распространяются ли эти пункты на размещение КТПН киоскового исполнения 6-0,4 кВ с сухими трансформаторами 2 x 400 кВА на территории с административными зданиями? Главгосэкспертиза утверждает, что при проектировании необходимо руководствоваться табл. 1 СНиП II-89-80 и п. 7.13, табл. 1 СНиП 2.07.01-89, а не п. 4.2.131 ПУЭ, которые согласованы с Госстроем России и приняты гораздо позже указанных СНиПов.

Ответ:
Виктор Шатров, референт Ростехнадзора
Указания п. 4.2.68 относятся к случаю установки у стен зданий маслонаполненных аппаратов (трансформаторов, масляных выключателей) без устройств, препятствующих распространению пожара. Они применяются, если трансформатор КТП не имеет огнепреграждающих конструкций (размещен вне оболочки КТП). Если трансформатор размещен внутри оболочки КТП, то расстояния могут быть приняты по п.4.2.131. КТП могут быть и пристроенными, поскольку при определенных значениях степени огнестойкости зданий и сооружений расстояния между ними не нормируются (табл. 1 СНиП II-89-80). Ограничений расстояний от стен зданий до КТП с сухими трансформаторами по противопожарным нормам ПУЭ не устанавливает.
СНиП 2.07.01-89, п. 7.13, ограничивает расстояния до окон жилых и общественных зданий и лечебно-профилактических учреждений по уровню шума, и эти расстояния должны соблюдаться независимо от указаний ПУЭ.
Дополнительно сообщаем, что стандартом МЭК 61936-1 Электрические установки напряжением выше 1 кВ переменного тока допускается установка силовых трансформаторов на расстоянии до….стен зданий из сгораемых материалов:
при объеме горючей жидкости до 1000 л – 7,6 м;
при объеме горючей жидкости от 2000 л до 20000 л – 10 м;
при объеме горючей жидкости от 20000 л до 45000 л – 20 м;
при объеме горючей жидкости более 45000 л – 30,5 м.

В выборе противопожарных расстояний следует руководствоваться более жесткими требованиями.
Т. е. к КТП, противопожарные расстояния следует устанавливать по п. 4.2.68 ПУЭ-7 при количестве масла 60 кг и более.
В остальных случаях при установлении противопожарных расстояний,
т. е. для СТП и КТП с массой масла менее 60 кг. следует применять требования п. 4.2.131 ПУЭ-7 и п. 7.13 СНиП 2.07.01-89* по наихудшему варианту. При этом учитывать главным «фактором противопожарного расстояния» количество масла а не мощность трансформатров. Т. е. при массе масла менее 60 кг. применять требование п. 7.13 СНиП 2.07.01-89* (как более жесткое), а при массе масла 60 и более кг. независимо от мощности трансформатора применять п. 4.2.68 ПУЭ-7.

Применять степень огнестойкости в выборе противопожарного расстояния не стоит, так как в данном случан наружные ПС ее не имеют.

Цитата Karamba ®
http://www.norm-load.ru/SNiP/raznoe/…

Для чистых конструкций из дерева без конструктивной огнезащиты там не найдешь предела. За исключением:
2.37. Для учета противопожарных норм на стадии проектирования предел огнестойкости конструкций из древесины может быть ориентировочно определен на основании учета скорости обугливания элементов конструкций. Скорость обугливания принимается равной 0,7 мм/мин для элементов сечением 120х120 мм и более и 1 мм/мин — для элементов сечением менее 120х120 мм.
Огнезащитная обработка не уменьшает скорости обугливания древесины.

Но как применить данный пункт для определения предела конкретной конструкции лично я не понимаю.

Одним из существенных минусов частного деревянного домостроения является горючесть основного материала. В подобной ситуации вполне логичным кажется то серьезное внимание, которое всегда уделяется вопросам пожарной безопасности. Естественно, такой параметр, как огнестойкость деревянных домов, также относится к числу наиболее важных показателей любой жилой постройки из бруса или бревна.

Актуальная законодательно-нормативная база

Понятием «степень огнестойкости деревянного дома» обычно обозначается временной период, в течение которого строение, возведенное из древесины, сохраняет свои геометрически параметры и наиболее существенные функциональные возможности. В настоящее время сферу деятельности, связанную с обеспечением противопожарной безопасности подобных строений, регулирует несколько законодательно-нормативных документов. В их число входят:

• №123-ФЗ. Этот Федеральный закон разработан в 2008 году, после чего в его текст неоднократно вносились изменений, иногда — весьма существенные. Последняя, актуальная не сегодня редакция была принята в середине 2017 года. Документ представляет собой Технический регламент, устанавливающий основные требования в области пожарной безопасности, действующие в России;
• СНиП 21-01-97. Еще более старый нормативный документ, касающийся противопожарных требований применительно к строительству и эксплуатации зданий различного назначения и видов, включая постройки из древесины;
• НБП 106-95. Этот документ был разработан специалистами противопожарной службы, которая на тот момент находилась в структуре МВД. Сейчас она является подразделением МЧС. В нормативном ведомственном акте содержатся требования, связанные с соблюдением противопожарной безопасности при возведении и эксплуатации индивидуальных строений, в том числе при возведении которых использовалась древесина.

Количество документов, в том или иной степени касающихся вопросов противопожарной безопасности, достаточно много. Указанные три законодательно-нормативных акта являются наиболее важными и непосредственно касаются такого параметра как степень огнестойкости каркасного деревянного дома или строений из бруса и бревна. При этом важно понимать, что досконально разобраться в этом вопросе человеку, не обладающему профессиональным строительным или юридическим образованием, достаточно проблематично.

Правила установления степени огнестойкости, применяемые для строений из дерева

Наличие огромного числа различных законодательных актов вовсе не делает процедуру определения степени огнестойкости деревянной постройки проще и понятнее. Напротив, реальная ситуация становится только запутаннее. Поэтому ответить на вопрос, какая степень огнестойкости у того или иного здания далеко не так просто.

Тем более, что положения СНиПа, включенного в приведенный выше список, достаточно сложны для восприятия. Именно поэтому многие профессионалы в рассматриваемом вопросе до сих добрым словом упоминают действовавший ранее СНиП 2.01.02-85. В нем была приведена четкая и понятная классификация построек, разделяющая все здания на 5 категорий. В соответствии с нею, строения из дерева относились к IV или V классу по степени огнестойкости. Различия между ними были связаны с уровнем и видами выполненных работ по огнезащите.

Актуальная на данный момент классификация значительно сложнее. Она учитывает ряд параметров здания, наиболее важными из которых являются: воспламеняемость и горючесть используемых при строительстве материалов, уровень и скорость распространения пламени, способность к дымообразованию. Также применяется и такой показатель как временной предел огнестойкости, позволяющий разделить дома на 5 категорий по схожему с советским СНиПом принципу.

Способы увеличения пожаробезопасности деревянных зданий

Изучая вопросы, связанные со степенью огнестойкости деревянных строений, следует понимать, что существуют достаточно простые и эффективные способы повышения пожаробезопасности подобных зданий. Они делятся на три вида:

1. Лакокрасочные огнезащитные покрытия. Стандартный и широко применяемый на практике вариант повышения огнестойкости. Он предполагает использование современных комбинированных составов, которые совмещают свойства классических антипиренов и декоративных покрытий. Как правило, владельцы построек подбирают материал для обработки таким образом, чтобы сохранять текстуру и цвет натуральной древесины.
2. Терморасширяющиеся и вспучивающиеся составы. Специализированные средства для увеличения уровня противопожарной безопасности здания. Принцип их действия заключается в резком увеличении объема при нагревании. В результате, на поверхности древесины создается защитное покрытие, не допускающее прямого контакта пламени и высокой температуры с материалом.
3. Огнезащитные строительные конструкции. Еще один простой, а в некоторых случаях и недорогой способ повысить степень огнестойкости здания в целом или отдельной строительной конструкции. Часто совмещается с отделкой при помощи различных негорючих материалов, например, штукатурки, мастик, разных видов облицовки.

Выполнение требований противопожарной безопасности необходимо, прежде всего, не контролирующим инстанциям, а самому владельцу деревянного строения. Именно поэтому следует учитывать данную проблему уже на стадии выбора проекта, задавая соответствующие вопросы проектировщикам. Более того, на стадии строительства или даже после ввода дома в эксплуатацию рекомендуется пригласить специалиста, который предоставит консультации и даст рекомендации по поводу возможных и наиболее эффективных вариантов увеличения огнестойкости постройки.

Как определить степень огнестойкости здания, от каких факторов зависит предел огнестойкости? Ответы на эти вопросы должен знать любой архитектор или собственник. Благодаря этим знаниям, можно легко разработать путь пожарной эвакуации, положение аварийных выходов и т.д. Но в наше время существует множество архитурных решений для постройки однотипных зданий, поэтому определение огнестойкости каждого может вызывать некоторые затруднения.

Что такое огнестойкость здания и зачем она определяется?

Здания вместимостью более 100 мест и высотой 3 м должны иметь С1 пожарной безопасности и III степень огнестойкости здания. Как определить число мест? Этот показатель зависит от населённости района. По СНиП количество мест в яслях разрешается увеличивать до 120 на 1000 жителей района, в среднем 60-90 .
Сады вместимостью более 150 мест должны иметь II степень огнестойкости и С1 пожарной безопасности. При высоте не менее 6 м.

Детские учреждения с более чем 350 детскими местами и высотой 9 м имеют II или I уровень стойкости и С0 или С1 безопасности.

Определение стойкости районной больницы

Уже известно, как определить степень огнестойкости здания, если это школа или детский сад, а что делать с больницами? Для них есть свои правила и нормы.
У общественных зданий подобного типа максимальная допустимая высота 18 м, при этом степень огнестойкости должна быть I или II, а безопасности С0.
При высоте до 10 м огнестойкость понижается до II, а конструктивная безопасность до С1.

Если высота здания 5 и менее метров, то степень огнестойкости может быть III, IV или V, а уровень конструктивной безопасности соответственно С1, С1-С2, С1-С3.
Нет ничего более сложного в изучении темы «Степень огнестойкости здания», как определить рб (районной больницы) уровень безопасности.

Вывод

Не так сложно на самом деле определить степень огнестойкости здания. Трудности возникают только на практическом этапе, однако это менее половины и даже менее трети общей работы. После изучения архитектурного плана, состояния здания в целом и состояния несущих конструкций, испытателем уже проделана большая часть работы!

Пожары, возникающие по вине человека, стали довольно частым и распространенным явлением. Тысячи возгораний происходят ежегодно, что является причиной целого ряда неприятных последствий. Поэтому при строительстве сооружений большое значение имеет степень огнестойкости здания. Каждому возведенному объекту присваивается определенный номер огнестойкости, согласно имеющейся классификации. Дальше более подробно рассмотрим классификацию и опишем параметры каждого из классов.

Что такое степень огнестойкости?

Степень огнестойкости сооружения	Класс пожаробезопасности сооружения	Максимально допустимая высота сооружения, см	Допустимая S этажа, см2
I	Со Со Сl	7500 5000 2800	250000 250000 220000
II	Cо Cо Cl	2800 2800 1500	180000 180000 180000
III	Cо Cl C2	500 500 200	10000 80000 120000
IV	Без нормирования	500	50000
V	Без нормирования

СНиП 31-01-03

Под этим определением понимают способность сооружений сдерживать расширение воспламеняемой площади без потери зданием способности дальнейшей эксплуатации. Перечень этих свойств состоит из ограждающей и несущей способностей.

Если сооружение утратит несущую способность – оно непременно обрушиться. Именно под разрушением подразумевается это определение. Что касается ограждающей способности, то ее потерей считается уровень прогрева материалов до образования трещин или отверстий, через которые продукты горения смогут распространиться в смежные комнаты или же прогрев до температуры, при которой начинается процесс горения материала.

Показатель предельной степени огнестойкости сооружений – временный промежуток от момента образования возгорания до возникновения признаков таких потерь (измеряется в часах). Для испытания показателей материалов в условиях пожара берется опытный образец и помещается в оборудование для таких опытов – специальная печь. В условиях печи на предмет испытаний воздействуют огнем высокой температуры, при этом на материал возлагается нагрузка, характерная для определенного проекта.

Степень огнестойкости, при определении ее предела, также зависит от способности повышения температуры в отдельных точках или среднее значение повышения температурных показателей по поверхности, которое сравнивается с изначальным. Минимальное сопротивление огневому воздействию имеют элементы конструкции сооружения, выполненные из метала, а максимальное – железобетонные, при изготовлении которых применялся цемент с высокими характеристиками огнестойкости. Максимальное значение степени огнестойкости может достигать 2.5 ч.

Также при определении способности конструкции противостоять огню в расчет берется предел распространения огня. Он равнозначен размерам повреждений на участках, которые были вне зоны горения. Этот показатель может составлять 0-40 см.

Можно смело утверждать, что степень огнестойкости сооружений напрямую зависит от способности материалов, которые используют при его строительстве, противостоять высоких температурам, воздействующим на поверхность в среде пожара.

По степени горения материалы разделены на 3 группы:

• Несгораемые (конструкции из железобетона, кирпич, каменные элементы).
• Трудносгораемые (материалы из группы сгораемых, устойчивость к огню которых повышена с помощью обработки специальными средствами).
• Сгораемые (быстро воспламеняются и хорошо горят).

Для классификации материалов используется специальный свод документов – СнИП.

Как определяется?

Степень огнестойкости – представитель наиболее значимых параметров сооружения, не уступающий в важности особенностям конструкции с точки зрения пожаробезопасности и функциональным характеристикам. Но на что обратить внимание для того, чтобы ее определить с предельной точностью? Для этого нужно рассмотреть такие параметры сооружения:

• Этажность.
• Реальная площадь сооружения.
• Характер назначения здания: промышленное, жилое, коммерческое и др.

Для определения степени огнестойкости (I, II и др.) нужно определяться исключительно на нормативные документы и приведенной в СнИП. Также для таких целей и проектирования высотных сооружений используют ДБН 1.1-7-2002, для определения пожаробезопасности многоэтажных сооружений используют 4 ДБН В.2.2-15-2005, а для ознакомления с требованиями пожаробезопасности к сооружениям с большим количеством этажей применяют 9 ДБН В.2.2-24:2009. Только использование специальной документации позволит получить наиболее полную информацию о степенях огнестойкости зданий с разными конструктивными особенностями.

Рекомендуем также

Как древесина справляется с огнем по сравнению со сталью и бетоном?

В то время как вы, возможно, слышали ужасные истории о разрушительных деревянных зданиях, вздымающихся в огне, были горячие дискуссии о том, как массивная древесина справляется с огнем по сравнению со сталью и бетоном.

В этом руководстве мы прямо рассмотрим древесину и исследуем, чем она отличается от других материалов в условиях сильной жары.

Растущие страхи

Недавняя статья в Architects Journal посеяла новые опасения по поводу деревянных каркасных зданий после двух последовательных пожаров в Кентербери и Уигане в начале июля этого года.

Понятно, что это вызвало обеспокоенность, и хотя пожары представляют собой серьезную опасность, это касается не только деревянных конструкций. Джон Уайт, генеральный директор Федерации торговли древесиной, прокомментировал правительственный отчет, который показал, что в 2009 году около 800 пожаров произошли в деревянных каркасных зданиях и 47 000 — в других формах строительства.

«Вероятность возгорания в здании с деревянным каркасом не выше, чем в здании, построенном из других основных материалов», — сказал Уайт.

Другое исследование не обнаружило каких-либо доказательств разницы в распределении размеров пожаров между зданиями с деревянным каркасом и зданиями без специальной конструкции, такими как сталь и бетон.

Обработка тепла

Огонь — это, конечно, первое, что приходит на ум при строительстве деревянных конструкций — нельзя отрицать, что дерево горит. И все же существует множество свидетельств того, что массивная древесина на самом деле безопаснее при пожаре, чем сталь.

Например, при пожаре толстая деревянная доска обуглится снаружи, герметизируя внутреннюю часть и защищая ее от повреждений. Древесина горит медленно со скоростью примерно 0,02 дюйма в минуту, и обугливание, образующееся на поверхности древесины при горении, помогает защитить и изолировать несгоревшую древесину внизу и сохранить структуру.

Это связано с тем, что накопление углерода на поверхности ограничивает поступление кислорода в древесину, находящуюся ниже, и действует как изолятор. Следовательно, древесина ниже уровня обугливания будет прохладной и сохранит от 85 до 90 процентов своей структурной целостности.

Металл, с другой стороны, начинает плавиться, когда достигает критической температуры (около 1300 градусов Цельсия), поэтому выйдет из строя катастрофически. Би Джей Йе из APA сказал, что на данном этапе сталь «похожа на спагетти».

Бетонные конструкции обычно очень хорошо переносят пожар.Однако бетон — сложный материал, и его свойства могут резко измениться при воздействии высоких температур.

Например, хотя прочность на сжатие бетона быстро теряется за пределами экстремальных температур (выше 600 градусов C), как и у стали, конструкционная эффективность не изменяется, пока основная масса материала не достигнет той же температуры.

В отличие от стали, структурные свойства бетона не меняются после пожара.Тогда как при охлаждении стальные конструкции часто эффективно восстанавливают исходное состояние материала.

Хотя до сих пор плохо изученной, странной реакцией бетона, подвергшегося воздействию высоких температур или пожаров, является «взрывное растрескивание». Здесь частицы сильно отламываются от бетонных слоев из-за повышения давления водяного пара. Часто предполагается, что этот процесс происходит только при высоких температурах, но он также наблюдался на ранних стадиях пожара и даже при температурах до 200 ° C.

CLT

При обсуждении массивной древесины было бы глупо не исследовать преимущества ламинированной древесины с перекрестно-клееным покрытием (CLT), и это здорово, когда дело доходит до сопротивления огню. Теперь мы знаем, что в последнее время много говорили о CLT, но по сравнению со сталью или бетоном, CLT действительно выдувает их из воды (или огня, в данном случае), поэтому мы думаем, что он заслуживает своей собственной суб- заголовок.

Во-первых, он намного дешевле, проще в сборке и более огнестойкий благодаря способу обугливания древесины.Во-вторых, толстые слои параллельных балок друг над другом, которые перпендикулярно склеены друг с другом, создают прочность, подобную стали.

Прекрасным примером использования CLT в строительстве является башня Stadthaus в Восточном Лондоне. Полы, потолки, лифтовые шахты и лестничные клетки полностью выполнены из CLT, и когда он был построен в 2009 году, Stadthaus был самым высоким современным деревянным зданием в мире. Архитектор Энтони Тистлтон описал, что конструкция имеет «больше общего с сборным железобетоном, чем с традиционным деревянным каркасом».

Огнестойкий

Несмотря на то, что массивная древесина обладает естественной огнестойкостью, существует множество вариантов для дальнейшего улучшения этих свойств. Чтобы сделать древесину антипиреном, обычно используют химическую формулу, которая защищает древесину.

В качестве альтернативы для защиты древесины можно использовать огнестойкие покрытия, такие как гипсокартон. Распространение пламени на незащищенную древесину можно уменьшить с помощью покрытия поверхности или химической пропитки.

Итого

Хотя по-прежнему существуют некоторые опасения по поводу возгорания при строительстве деревянных домов, люди слишком быстро кладут древесину на линию огня. Мы считаем, что необходимо различать массивную древесину и деревянные конструкции, если исходить из предположения, что древесина не переносит тепло.

И не только мы считаем, что дерево — это фантастика, — Алекс де Рийке из dRMM назвал дерево новым бетоном:

«Бетон — материал ХХ века.Сталь — это материал XIX века. Дерево — это материал 21 века », — сказал он.

Но что вы думаете? Есть ли основания для этих опасений, или вы согласны с тем, что древесина занимает достойное место на пьедестале будущего высотного строительства?

И, как всегда, если у вас возникнут какие-либо животрепещущие вопросы, обязательно свяжитесь с International Timber сегодня или напишите нам в Твиттере — мы всегда рады услышать от вас.

(PDF) Противопожарная защита деревянных конструкций различных типов

Vol.11, Issue 1/2015, 51-57 DOI: 10.1515 / cee-2015-0007

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ЗАЩИТА В РАЗЛИЧНЫХ ВИДАХ

ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Станислава Г.А. Факультет безопасности, Жилинский университет, ул. 1. Mája 32,

010 26 ilina.

* автор-корреспондент: [email protected], + 421-4-1513-6796.

1. Введение

В 1989 году Комиссия и государства-члены ЕС приняли на основе

соглашений, Еврокодов и нормативных актов справочные документы для следующих целей:

 как средство демонстрации соответствия зданий и строительных работ с

существенными требованиями Директивы Совета 89/106 / EEC, в частности, основными требованиями:

— No.1 — механическое сопротивление и устойчивость и основные требования,

— № 2 — пожарная безопасность,

 в качестве основы для заключения контрактов на строительство и сопутствующие инженерные услуги,

 в качестве рамочной учебной программы для подготовки согласованные технические условия на

строительной продукции [1].

Второе требование ЕС к строительной продукции касается распространения огня и дыма

и нагрузки строительства.Эти требования удовлетворяются свидетельством огнестойкости

несущих или разделительных элементов. Проблема противопожарной защиты так конкретно определена для

всех типов зданий. Огнестойкость является решающим критерием, поскольку в конечном итоге от нее зависит состав материала

, пространственное разрешение и меры пожарной безопасности.

2. Характеристика огнестойкости

Огнестойкость — это способность строительного элемента противостоять воздействию огня и сохранять

свои свойства в течение определенного времени.Конструкция как эффект пожара фиксируется на стандартных значениях

, которые зависят от ряда критериев, таких как количество горючего материала, вторая конструктивная единица

, тип конструкции и другие. Различные элементы определяются как критерии в течение этого периода

и должны быть предоставлены. Например, в контексте несущих конструкций необходимо, чтобы

обеспечивали как минимум их вместимость, целостность и изоляцию. При обшивке нужно только обеспечить их целостность

и изоляцию.Критерии противопожарной защиты различаются от их расположения в здании до функции

, которую они обеспечивают для здания.

Различные уровни теплового воздействия отражают различные сценарии пожара, которые предписывают их перевод

в практические испытания и указывают на допуски для их применения. Существуют и другие температурные кривые, как указано в

[2], например кривая углеводородов и кривая для сценариев экстремальных пожаров (например, туннели

, атомная станция), которые могут налагать более строгие согласованные критерии.Самая старая и самая старая —

известная и наиболее широко используемая температурная кривая — это стандартная кривая температура / время

(объем очага пожара), так как отношение к реальному пожару показано на рис. 1. В качестве основы для тестирования будет

Реферат

Проектирование новых современных систем для низкоэнергетического строительства в

пассивных, нулевых стандартах или энергонезависимых зданиях, а также

Возросшая популярность строительства из массива дерева означает

вмешательство в саму структуру его статики, строительной физики, но

еще и огнестойкие свойства.Некоторые прототипы проектных решений

не проверены, будь то тесты, хороший расчетный анализ или проверка

долгосрочного использования здания. В контексте изменения стандартов проектирования зданий

необходимы новые подходы. Если в деревянных зданиях

потенциальный риск возгорания выше, чем в других зданиях, нам нужны специальные методы, материалы и практические навыки

.

Ключевые слова:

Деревянное здание;

Противопожарная защита;

Огнестойкий;

Типы строительных систем;

Деревянные конструкции.

— 10.1515 / cee-2015-0007

Загружено с PubFactory 26.08.2016 13:52:20

через свободный доступ

Резюме отчета по фундаменту противопожарной защиты — проблемы пожарной безопасности высотных деревянных зданий | Fire Science Reviews

Обзор литературы направлен на оценку текущих знаний о высотном деревянном строительстве, выявление пробелов в знаниях и размышление о пробелах, которые, если они будут устранены, обеспечат лучшее понимание потенциальных показателей пожарной безопасности высотных деревянных зданий.Древесина как строительный материал, будь то легкая деревянная конструкция или тяжелая деревянная конструкция, очень хорошо изучена и изучена с точки зрения пожарной безопасности, учитывая ее использование в качестве многоэтажного строительного материала более 500 лет.

Анализ пробелов предназначен для выявления пробелов в текущих знаниях, которые необходимо лучше понять для повышения эффективности высоких деревянных зданий. Как и следовало ожидать от любой новой технологии, многие новые и инновационные методы проектирования деревянных конструкций, которые сейчас разрабатываются, включая CLT, композитные деревянные конструкции и последующее натяжение древесины, создают пробелы в знаниях, связанных с пожарной безопасностью.Читатели должны отметить, что многие «пробелы» в знаниях напрямую связаны с новой технологией изготовления деревянных изделий, возникшей в результате использования CLT.

Испытания на уровне системы

В то время как режимы испытаний на огнестойкость учитывают воздействие стандартных и экспериментальных возгораний, испытания обычно ограничиваются одноэлементными испытаниями. Это включает в себя огнестойкие испытания соединения или элемента изолированно от остальной конструкции. Одноэлементные огнестойкие испытания, как правило, представляют собой простые испытания, используемые для лучшего понимания противопожарных характеристик отдельного структурного элемента, узла или типа соединения.Они полезны для общего понимания этого элемента в отдельности. Однако они ограничены в том, что они не отражают огнестойкость сборки структурной системы или действие каркаса, как это было бы в завершенных зданиях. Огнестойкие испытания каркасов и узлов на уровне системы могут помочь лучше понять огнестойкость структурных систем, подверженных воздействию высоких температур.

Для многоэтажных деревянных зданий, особенно каркасных (столбчатые и балочные конструкции), в нескольких тестах учитывались различные коэффициенты нагрузки для оценки огнестойкости конкретных деревянных элементов (O’Neill 2009) (Fragiacomo et al.2012b) (Osborne & Dagenais 2012). Обычно чем больше коэффициент нагрузки, тем хуже пожарные характеристики.

Дополнительный анализ и испытания улучшат понимание влияния нагрузки на пожарные характеристики, а также влияние распределения нагрузки (действие рамы) на деревянные элементы. Это важно, поскольку текущие испытания основаны на отдельных элементах с фиксированными коэффициентами нагрузки. В реальной пожарной ситуации в здании будет нагреваться несколько деревянных элементов. Ожидается, что несущие элементы будут «разделять нагрузку» или «перераспределяться» методом, который нелегко предсказать при простых испытаниях на огнестойкость.

Ожидается, что понимание этого действия каркаса приведет к пожарным характеристикам, превышающим текущие проектные оценки, как в случае зданий со стальным каркасом. Эта проблема распределения нагрузки во время пожара также может быть актуальной для зданий панельного типа, например, тех, которые используют CLT, где нагрузки на пол и стены могут привести к перераспределению и разделению нагрузки по мере того, как пожар продолжает выгорать.

Например, огнестойкие испытания с открытым стальным каркасом, подверженным естественным пожарам в Кардингтоне в Великобритании, являются одним из таких примеров испытаний на уровне системы (Usmani, et al., 2000). Эта программа испытаний на огнестойкость улучшила понимание структурных характеристик незащищенных стальных систем в условиях естественного пожара, включая последствия для конструкции во время и после сценария пожара.

Сопоставимое испытание на огнестойкость на уровне системы для многоэтажной деревянной конструкции может привести к значительному скачку в понимании и принятии многоэтажных деревянных каркасных зданий. Подобно тому, как испытания Кардингтона привели к ступенчатому изменению приемки открытой конструкционной стали, испытание многоэтажного здания с полным выгоранием может помочь в приемке больших деревянных зданий.

Переходные испытания на огнестойкость

Как обсуждалось ранее, кривые зависимости температуры от времени при испытаниях на огнестойкость можно охарактеризовать как воздействие стандартного горения или экспериментальной кривой горения. Стандартная кривая возгорания состоит из быстрого роста возгорания и непрерывного нагрева в течение всего испытания (Buchanan 2001). Экспериментальной кривой возгорания считается любая другая нестандартизованная кривая время-температура.

Экспериментальные кривые горения обычно состоят из режимов равномерного нагрева или естественного пожара, которые прекращаются в определенной точке.Эти испытания полезны для дальнейшего понимания конструктивных характеристик при повышенных температурах. Однако они не включают заключительную фазу развития пожара, называемую фазой затухания.

В фазе спада температура в отсеках снижается по мере уменьшения интенсивности пожара. Обычно предполагается, что наиболее жесткие с точки зрения конструкции условия возгорания возникают во время пикового нагрева. Однако испытания открытых стальных конструкций показали, что поведение конструкции на этапе охлаждения может привести к разрушению конструкции (Усмани и др., 2000).

В то время как при огневых испытаниях основное внимание уделяется огнестойкости деревянных элементов и соединений при воздействии повышенных температур, рассмотрение фазы разложения и охлаждения структурных узлов поможет лучше понять характеристики конструкции.

Использование композитных сборок

Композитные сборки в деревянных зданиях использовались во многих формах в прошлом, включая стальные пластины для крепления деревянных балок, натяжные стержни в деревянных фермах и усилия по восстановлению после пожара для усиления или усиления деревянных элементов.

Многие современные дизайнеры считают использование композитных узлов полезным для удовлетворения структурных требований высоких деревянных конструкций. Сочетание преимуществ нескольких типов конструкций, в первую очередь из стали, бетона и дерева, максимизирует свойства материала и дает проектировщику большую гибкость при проектировании (Green, 2012).

Одним из направлений значительного дальнейшего развития является использование композитных систем полов из дерева и бетона. Композитные деревянные и бетонные полы могут использоваться в деревянных зданиях как экономичная и эффективная система полов.Они могут обеспечить структурную прочность, акустику и огнестойкость, используя преимущества бетона в сочетании с легкой деревянной опорной конструкцией. Это привело к использованию деревянно-бетонных систем в нескольких зданиях, включая Life Cycle Tower (Wurm, Gockel, & Unger, 2012) и Bullitt Center (Newcomb, 2012).

Огнестойкие испытания композитных полов из дерева и бетона ограничены, но недавние испытания на огнестойкость, проведенные О’Нилом, улучшили понимание огнестойкости композитных систем из дерева и бетона (O’Neill, 2014).

Текущие проекты технико-экономического обоснования для высоких деревянных зданий направлены на максимальное использование композитных сборок, позволяющих возводить более высокие деревянные здания за счет предлагаемой эффективности. Использование композитных сборок в деревянных зданиях можно использовать для проектирования более высоких деревянных зданий. Однако важно иметь соответствующее представление не только о конструктивных характеристиках этих инновационных систем, но и о пожарных характеристиках гибридных узлов.

Другие инновационные методы строительства из композитных материалов, такие как сочетание стали и древесины для получения дополнительной прочности на растяжение и сжатие за счет комбинированного строительного элемента, также потребуют испытаний на огнестойкость, чтобы понять его огнестойкие свойства.

Соединения между деревянными компонентами и композитными сборками

Текущее понимание огнестойкости соединений в деревянных зданиях основано на ряде испытаний на огнестойкость. Соединения, участвующие в испытаниях на огнестойкость, варьируются от гвоздей и болтов до пластин и стальных стержней и эпоксидного клея.Огнестойкие испытания также включают результаты стандартных огнестойких испытаний композитных элементов с деревянно-бетонными композитными перекрытиями.

Результаты огневых испытаний стальных соединений указывают на важность обеспечения защиты открытых стальных элементов. Стратегии противопожарной защиты обычно включают нанесение защитного слоя из гипсокартона поверх открытой конструкции и соединительных элементов. Однако это не эстетичное, эффективное или экономичное решение для строительства.

Стальные элементы для соединений также могут быть встроены в конструкцию.Хотя это может быть полезно для пожарной безопасности, это неэффективно для строительства и также является дорогостоящим. Встраивание соединений стальных пластин также может иметь потенциальное влияние на размер конструктивных элементов. Возможно, потребуется увеличить размер элементов, чтобы обеспечить соответствующую толщину и защиту от нагрева. Качество изготовления и защита таких соединений важны для демонстрации прогнозируемых и надежных пожарных характеристик в приложениях для деревянных соединений.

Таким образом, необходимо проделать большую работу для понимания противопожарной защиты соединений, учитывая, что соединения, которые являются наиболее эффективными с точки зрения конструкции и конструктивности, могут плохо работать при пожаре.Кроме того, те соединения, которые хорошо работают при пожаре, могут быть дорогими или конструктивно неэффективными.

Новые технологии обработки древесины, такие как CLT, позволили разработать относительно эффективные и пожаробезопасные соединения. В них часто используются длинные винты, заделанные в сплошные панели. Это обеспечивает хорошие противопожарные характеристики, поскольку головка винта представляет собой относительно небольшую открытую область для нагрева в огне, а большая длина винта защищена массивной древесиной.

Учитывая недавнее развитие высоких деревянных конструкций, проектировщик должен учитывать типы соединений, которые будут использоваться, а также их общую эффективность и стоимость.С появлением новых деревянных технологий, таких как коробчатые балки CLT, деревянные перекрытия с последующим натяжением и древесно-бетонные композитные полы, необходимо разработать эффективные и пожаробезопасные соединения, чтобы системы можно было легко построить, конструктивно и экономично. .

Кроме того, способность понимать и прогнозировать огнестойкость соединений в структурных системах и сборных узлах имеет решающее значение для демонстрации структурной безопасности при пожаре.

Расслоение CLT / осыпание полукокса

Предыдущие испытания CLT на огнестойкость привели к расслоению и осыпанию полукокса при воздействии огня.Это может произойти, когда незащищенные панели CLT подвергаются воздействию огня (не все панели CLT подвергаются воздействию, а в некоторых зданиях CLT покрывают гипсокартоном для защиты от огня или по акустическим причинам). Это не является неожиданным режимом отказа и возникает, в основном, когда CLT располагается на полу и подвергается воздействию огня снизу.

Показано, что расслоение происходит, когда обугленный слой продвигается к границе раздела между слоями в панелях CLT (Osborne et al. 2012). Выпадение полукокса может происходить, когда обугленная древесина или огнезащитные панели падают и подвергают конструкционную древесину воздействию высоких температур.Такое поведение характерно только для огневых испытаний панелей CLT и не проявляется в других деревянных изделиях.

Обугливание элемента CLT и отделение его от сборки может привести к увеличению скорости обугливания и интенсивности возгорания (Frangi et al. 2008c). Это может увеличить температуру возгорания и скорость горения в отсеке. Хотя это часть процесса записи CLT, такое поведение станет лучше по мере проведения дополнительных тестов.

Дополнительные испытания на огнестойкость будут стремиться охарактеризовать огнестойкость элементов CLT, чтобы не только спрогнозировать условия, когда или когда может произойти расслоение или выпадение, но также понять влияние на пожарный отсек и конструкцию, когда это произойдет. .Цель состоит в том, чтобы лучше учесть расслоение и лучше предсказать, как это влияет на рейтинг огнестойкости CLT.

Проходы для обслуживания

Проходы в элементах здания обычно предназначены для механических, сантехнических, климатических и электрических услуг по всей конструкции. Отверстия в элементах обычно предусмотрены для труб, кабелей, воздуховодов и других услуг для деловых операций и жителей здания. Эти проходы требуют пожаротушения там, где эти услуги проходят через огнестойкую сборку.

Для локализации пожаров и предотвращения распространения дыма и огня на прилегающие территории необходимо соответствующее пожаротушение в местах проникновения. Огнестойкие испытания проходок используются для проверки следующих условий (Kampmeyer, 2008):

• Противопожарные системы сквозного проникновения — используются для герметизации проемов в стандартных стенах и перекрытиях;

• Системы локализации огня по периметру — используются для герметизации проемов между полами и навесными стенами; и

• Соединительные системы — используются для герметизации проемов, в которых два элемента конструкции пересекаются как соединения.

Как правило, средства пожаротушения при проходках и проемах проходят через негорючие конструкции. Уплотнение в месте соединения конструкции и противопожарной защиты является негорючим, и предполагается, что на него не повлияет воздействие высоких температур. В горючих элементах, таких как древесина, возможное обугливание уплотнения между конструкцией и противопожарная защита может снизить эффективность пожаротушения. Такое поведение может повлиять на характеристики пожаротушения.

Герметизация проходов достигается за счет установки запатентованных продуктов, таких как демпферы, воротники, мастики, пены, подушки и аналогичные продукты. Компании, производящие эти продукты, проверяют их на соответствие стандарту, который варьируется от страны к стране.

Вопрос о заглушках, которые можно использовать в деревянном строительстве, является областью, требующей работы, поскольку это требует:

• Стандарты испытаний должны быть изменены, чтобы можно было проводить испытания с горючими основаниями или основаниями, если стандарт испытаний разрешает проводить испытания только с негорючими основаниями, такими как бетон или гипсокартон; и

• Требует, чтобы производители тестировали ряд продуктов, которые затем можно использовать в полах и стенах деревянных зданий.

Противопожарная защита проходов и отверстий в горючих конструкциях должна соответствовать требованиям к характеристикам, которые должны быть одобрены для использования в деревянных конструкциях. Для этого требуется, чтобы весь противопожарный агрегат, включая продукт и горючие материалы, через которые он проникает, достигал надлежащих характеристик при воздействии протоколов испытаний на огнестойкость.

Деревянные фасады

По мере увеличения использования древесины архитекторы и дизайнеры ищут дополнительные области применения древесины в качестве альтернативного строительного материала.Одним из возможных вариантов использования является нанесение древесины на фасады зданий.

Как горючий материал, существует несколько опасностей, связанных с горючей конструкцией фасада (WoodSolutions, Альтернативное решение Fire Compliance: Facades, 2013):

• Фасадное возгорание и распространение огня;

• Пожар распространяется через отверстия во внешних стенах; и

• Внешний огонь распространяется между зданиями и частями зданий.

Воспламенение горючего материала может потенциально привести к внутреннему и внешнему распространению огня. Огнестойкие испытания фасадов ограничены рядом случаев, и необходимы дополнительные испытания для определения потенциального воздействия как на безопасность, так и на принципы пожарной безопасности (Hakkarainen & Oksanen 2002).

Одной из возможных стратегий смягчения последствий является нанесение антипирена на фасад из горючей древесины.Однако исследования с применением огнезащитных составов, улучшающих огнестойкость и степень распространения пламени, оказались безрезультатными (Ostman & Tsantaridis 2006). Кроме того, существуют проблемы с долговечностью местного применения из-за воздействия погодных условий, повреждений или общего износа. Необходимы дополнительные исследования, чтобы выяснить, может ли это повлиять на огнестойкость горючих фасадных конструкций.

Учитывая, что конструкция деревянного фасада является относительно недавним нововведением, определение пожарных характеристик конструктивного фасада в сборе необходимо для демонстрации пожарной безопасности.Это включает в себя не только оценку самого фасада, но также каркас и соединения, которые необходимы для поддержания устойчивости и отсекания в условиях пожара.

Скрытые пространства

Скрытые пространства внутри здания могут привести к распространению огня по всей конструкции. Случаи возгорания в зданиях с деревянным каркасом подчеркнули необходимость соответствующего противопожарного блокирования в скрытых пространствах.

Одним из преимуществ тяжелых деревянных конструкций является более частое появление скрытых пространств по сравнению с легкими деревянными конструкциями.Сплошные панели CLT и каркас столба и балок открытого плана имеют значительно меньше скрытых пространств по сравнению с каркасом из легкой древесины. Тем не менее, важно понимать последствия потенциального пожара в скрытом пространстве тяжелой деревянной конструкции.

Существует несколько испытаний на огнестойкость, чтобы понять, как огонь распространяется через скрытые пространства в тяжелых деревянных зданиях. Дальнейшие испытания могут быть использованы для оценки возможности распространения огня через отсеки. Последствия могут варьироваться от самозатухания до полного выгорания всей конструкции.

Необходимо более глубокое понимание, чтобы определить, является ли пожар в скрытом пространстве вероятным сценарием, и потенциально определить подходящее решение противопожарной защиты для управления риском для конструкции и людей, находящихся в здании.

Вклад незащищенной древесины в пожары в помещениях

Одной из основных проблем при проектировании деревянных конструкций для обеспечения пожарной безопасности является горючесть древесины. Можно предположить, что в деревянных зданиях деревянная конструкция вносит свой вклад в топливную нагрузку.Хотя в обзоре литературы обсуждается несколько испытаний с незащищенной древесиной (Frangi et al. 2008a) (Osborne & Dagenais 2012) (McGregor, Hadjisophocleous, & Benichou, 2012), важно лучше понять, какой вклад подвергшаяся воздействию древесина будет иметь при пожаре в помещении. — как качественно, так и количественно. Это включает рассмотрение не только , если древесины вносит свой вклад, но и оценку на сколько .

Предыдущие испытания показали, что конструкционные деревянные элементы могут вносить свой вклад в поведение помещения при пожаре (Frangi et al.2008a), хотя это могло быть относительно незначительно. Хотя было показано, что обугливание не оказывает значительного влияния на динамику возгорания в отсеке, обугливание оказывает. Это может произойти, если для облицовки стен и нижней стороны полов используется облицовка CLT. Когда открытые деревянные элементы CLT обугливаются и отделены от конструкции, они могут вносить свой вклад в топливную нагрузку и приводить к повышению температуры возгорания внутри отсека. Такое поведение уникально для конструкций из CLT и не проявляется в других типах тяжелых деревянных конструкций.

Хотя предполагается, что вклад топливной нагрузки в результате обвала древесины происходит в конце периода пожара, он может иметь потенциальное влияние на условия в отсеке. Для характеристики этого воздействия необходимы дальнейшие испытания. Это может включать в себя длительные испытания на выгорание для лучшего понимания. Изменение условий пожарного отсека может потенциально повлиять на реакцию конструкции деревянных зданий, подвергающихся воздействию высоких температур в течение длительного времени, и должно быть учтено при проектировании.

Предыдущие исследования показывают, что доля древесины в возгорании отсека может сильно зависеть от степени применяемой противопожарной защиты внутри отсека. В целом, чем больше применяется противопожарная защита, тем меньше доля древесины в возгорании помещения. Было бы полезно лучше понять и, что немаловажно, количественно оценить, как применяемая противопожарная защита влияет на долю древесины в пожаре. Эта информация может быть использована в качестве основы для будущего проектирования деревянных отсеков.

Перегорание отсека — самозатухание

Как обсуждалось ранее, испытания на огнестойкость показали, что древесина может способствовать увеличению количества горючего топлива в пожарном отсеке, хотя степень может быть незначительной для конструкции столбов и балок, но может быть относительно значительным для открытых панелей CLT в панельном строительстве. Важными аспектами при учете горючести конструкции является возможность:

• Установить, когда и когда может произойти тушение;

• Охарактеризовать влияние конструкции и пожарного отсека; и

• Уметь точно прогнозировать производительность.

Один из методов оценки уровня вклада — позволить пожарному отсеку продолжать гореть без вмешательства. Результаты могут быть использованы для лучшего понимания последствий полного выгорания деревянных зданий, включая оценку возможности приемлемого самозатухания. Предполагается, что это происходит, когда все горючее содержимое израсходовано и деревянные элементы могут сохранять свою несущую способность или обеспечивать приемлемое разделение на отсеки.

Предыдущие испытания деревянных отсеков обычно проводились в течение ограниченного периода испытаний на огнестойкость. Если испытания проводятся при воздействии стандартного огня, продолжительность возгорания обычно измеряется с шагом 30 мин для определения рейтинга огнестойкости. В экспериментальных установках, таких как испытания на естественный огонь, испытания часто останавливают в заранее установленное время.

Одним из примеров прекращенных испытаний на огнестойкость является испытание на естественный пожар в легком деревянном каркасном здании.Тушение пожара было заранее согласовано с пожарной службой, так как испытание было предназначено для оценки возможности распространения огня только при продолжительности пожара 60 минут (Frangi et al. 2008a).

Испытания на огнестойкость в Канаде смоделировали содержимое комнаты в незащищенной сборке здания из CLT для оценки последствий пожара в незащищенных зданиях из CLT. Результаты показали, что огонь в незащищенных помещениях продолжал гореть с высокой интенсивностью даже после сгорания горючего содержимого. Пожар был потушен, чтобы предотвратить возможное структурное повреждение испытательной комнаты (McGregor, Hadjisophocleous, & Benichou, 2012).

Требуются дополнительные испытания на возгорание, чтобы установить степень воздействия, потенциал самозатухания и лучше понять возможные вероятные сценарии возгорания в деревянных зданиях. Лучшее понимание характеристик деревянных конструкций в сценарии полного выгорания может повлиять на рейтинги огнестойкости, необходимые для здания. Это может привести к обеспечению более высокого уровня защиты от огня для деревянных сборок или к возможности обнажения древесины, если результаты будут количественно оценены.

Информирование о рисках

Дополнительным пробелом является необходимость эффективного информирования общественности о рисках, связанных с этими проблемами пожарной безопасности. Это включает в себя использование исследований, испытаний и исследований, подобных этому, для ознакомления с проблемами пожарной безопасности в деревянных зданиях. Сообщение результатов пожарной безопасности высоких деревянных конструкций может потенциально развеять предубеждения о безопасности деревянных конструкций.

Отраслевые группы предназначены для предоставления технической информации о высоких деревянных зданиях архитекторам, застройщикам, инженерам, должностным лицам и другим заинтересованным сторонам, связанным со строительством.Это включает в себя структурный дизайн, детализацию, экологические характеристики и другие вопросы, помимо пожарной безопасности. Использование этих механизмов и других средств коммуникации способствует пониманию проблем безопасности и мер защиты, связанных с высокими деревянными постройками.

Эффективное информирование о рисках предназначено для того, чтобы позволить обществу принимать информированные решения о проблемах пожарной безопасности и стратегиях противопожарной защиты для высоких деревянных зданий.

Приоритезация

Анализ пробелов представляет ряд вопросов, для решения которых необходимы более глубокие исследования и понимание, чтобы лучше оценить конструктивные характеристики пожара и вероятные сценарии пожара.

Хотя все эти вопросы считаются важными для достижения большего уровня понимания, следующие три пробела выбраны как имеющие наибольший приоритет:

1. 1)

   Вклад незащищенной древесины в возгорание помещений — Этот пробел имеет решающее значение не только для лучшего понимания воздействия незащищенной древесины на динамику возгорания в отсеках, но и для развенчания потенциальных мифов и предубеждений относительно пожарной безопасности деревянных зданий;

2. 2)

   Соединения между деревянными компонентами и деревянными композитными сборками — Для демонстрации безопасности всей конструкции в случае пожара необходимо дополнительное понимание характеристик соединения.Это включает в себя понимание того, какие типы соединений могут ожидать проектировщики, а также то, как эти новые соединения работают в условиях пожара; и

3. 3)

   Проникновения для служб — понимание поведения проникновения через структурные элементы имеет решающее значение для достижения разделения и обеспечения возможности установки инженерных сетей в целях пожарной безопасности.

Обратите внимание, что рейтинг приоритета был выбран на основе предыдущих исследований и обсуждений с рядом ведущих экспертов по древесине.

Типы конструкции и горючесть материалов

Важно понимать, как здание будет вести себя при пожаре. Установлены минимальные строительные требования, чтобы помочь сохранить структурную целостность в течение времени, необходимого для эвакуации или перемещения в безопасное место в здании.Горючесть материала показывает, насколько быстро будет разрастаться пожар. Оба эти аспекта важны для пожарной безопасности и безопасности жизни.

NFPA 220, Стандарт на типы строительных конструкций , определяет типы строительных конструкций на основе горючести и огнестойкости конструктивных элементов здания. Когда мы говорим о рейтинге огнестойкости, мы имеем в виду время в минутах или часах, в течение которого материалы или сборки выдержали воздействие огня, как это определено специальными испытаниями.

NFPA 101 требует, чтобы определенные помещения соответствовали минимальным строительным требованиям, которые можно найти в разделе 1, подразделе 6 любой главы о размещении (XX.1.6). NFPA 101 — не единственный кодекс, который определяет минимальные типы строительства, другие коды, такие как строительные нормы, также определяют минимальные типы строительства. Часто тип конструкции, из которой разрешается строить здание, коррелирует с тем, сколько этажей будет в здании и будут ли в здании установлены спринклеры.

Типы конструкций NFPA
NFPA 220 разбивает конструкции здания на пять различных типов, которые связаны с материалом, каждый из этих типов пронумерован от одного до пяти (римскими цифрами). Когда нормы и стандарты относятся к требуемому или разрешенному типу конструкции, в скобках указываются три числа, которые следуют за типом конструкции. Эти числа указывают рейтинг огнестойкости в часах различных требуемых элементов конструкции. На изображении ниже показан пример того, как вы можете увидеть этот рейтинг в документе, и поясняются различные типы, а также следующие числа.

• Тип I: негорючие (или ограниченно горючие) конструкции с высоким уровнем огнестойкости, обычно бетонные.
• Тип II: негорючие (или ограниченно горючие) конструкции с более низким уровнем огнестойкости, чем тип I, обычно это стальная конструкция с противопожарной защитой или без нее.
• Тип III: Наружные стены и структурные элементы представляют собой негорючие или ограниченно горючие материалы, а внутренние структурные элементы, стены, арки, полы и крыши выполнены из дерева меньшего размера, чем требуется для строительства Типа IV.Это обычно называется обычным строительством, и примером этого является смешанное здание из кирпича и дерева.
• Тип IV: Противопожарные стены, наружные стены и внутренние несущие стены являются утвержденными негорючими или ограниченно горючими материалами. Другие структурные элементы интерьера, арки, полы и крыши выполнены из массивной или клееной древесины или поперечно-клееной древесины. Существуют определенные требования к размерам:
  • Колонны — 8 дюймов (205 мм) x 8 дюймов (205 мм), если поддерживается пол, 6 дюймов (150 мм) x 8 дюймов (205 мм), если поддерживается крыша
  • Балки — 6 дюймов (150 мм) x 10 дюймов (255 мм), если поддерживает пол, 4 дюйма x 6 дюймов (150 мм), если поддерживает крышу
  • Арки — варьируется от 8 дюймов (205 мм) x 8 дюймов (205 мм) до 4 дюймов (100 мм) x 6 дюймов (150 мм)
  • Полы — толщиной 3 дюйма (75 мм) или 4 дюйма (100 мм)
• Тип V: Конструкционные элементы, стены, арки, полы и крыши из дерева или другого одобренного материала.Большинство жилых построек — Тип V.

1. Первая цифра (X00): Наружные несущие стены
2. Вторая цифра (0X0): колонны, балки, балки, фермы и арки, несущие стены, колонны или нагрузки от более чем одного этажа.
3. Третья цифра (00X): конструкция пола

Горючесть материалов
Помимо типа конструкции и класса огнестойкости структурных элементов, существуют также различные обозначения того, что считается горючим материалом, ограниченно горючим материалом и негорючим материалом.

Негорючие материалы
Материалы, которые соответствуют критериям ASTM E136 при испытании в соответствии с ASTM E136 или ASTM E2652, считаются негорючими. Кроме того, любые негорючие материалы по своей природе могут считаться негорючими без необходимости тестирования. Хотя в стандарте прямо не указано, что является негорючим по своей природе, в соответствующем приложении говорится, что он состоит из таких материалов, как бетон, кладка, стекло и сталь.

Горючие материалы с ограниченным содержанием
Материал, который считается ограниченным горючим материалом, удовлетворяющим определенным критериям.

1. При испытаниях в соответствии с NFPA 259 он должен обеспечивать теплотворную способность менее 3500 БТЕ / фунт (для контекстной бумаги теплотворная способность составляет приблизительно 7000 БТЕ / фунт, у древесины — около 10 000 БТЕ / фунт, в то время как большинство пластмассы находятся в диапазоне от 15000 до 22000 БТЕ / фунт)
2. Протестировано в соответствии с ASTM E2965 при падающем тепловом потоке 75 кВт / м2 в течение 20 минут и соответствует следующим условиям.
   а. Пиковая скорость тепловыделения не превышает 150 кВт / м2 в течение более 10 секунд
   b. Общее выделенное тепло менее 8 МДж / м2
3. Либо один из следующих
   a. Материал имеет негорючую основу с поверхностью, индекс распространения пламени которой не превышает 50 при испытании в соответствии с ASTM E84. Поверхность поверх негорючего основания не может быть толще 1/8 дюйма (3,2 мм)
   b. Индекс распространения пламени составляет менее 25 при испытаниях по ASTM E84 или UL 723, даже если материал разрезан.

Примером ограниченного горючего материала является гипсокартон.

Горючие материалы
Определение горючих материалов осуществляется путем исключения. Если материалы не соответствуют определению огнеопасных или негорючих материалов, то это горючие материалы. Типичным примером горючего материала является необработанная древесина.

Обеспечение структурной прочности здания и предсказуемой реакции материалов на огонь важно для общей безопасности жизни.Понимание и соблюдение требований к типу конструкции — первый шаг в создании безопасной застроенной среды. Мы привели несколько общих примеров для каждого типа конструкции, какие еще примеры? Позвольте мне знать в комментариях ниже.

Огнестойкость и профилактика в деревянных зданиях

Мэрайя Сибольдт, ЧП

Photo © BigStockPhoto.com

Может показаться нелогичным изучать огнестойкость горючих материалов, но деревянные конструкции были в центре внимания таких исследований на протяжении десятилетий.Желание использовать преимущества деревянных зданий, сохраняя при этом безопасную окружающую среду, стимулировало исследования как легких деревянных конструкций, так и массивных деревянных сборок. Результаты этого исследования послужили основой для прошлых строительных норм и привели к изменениям в будущих, что позволяет большему количеству проектов извлечь выгоду из стоимости, графика и экологических преимуществ деревянного строительства. По мере роста популярности древесины методы обеспечения безопасности строительства также получают все большее внимание, чтобы снизить опасность возгорания в один из наиболее уязвимых периодов жизни здания.

Обзор массивной древесины

Легкая конструкция из дерева широко распространена в Соединенных Штатах. Однако в настоящее время во многих проектах используется массивная древесина вместо других строительных материалов. Доступны различные типы изделий из массивной древесины, в том числе поперечно-клееная (CLT), клееная (NLT), клееная (клееная) древесина и конструкционные композитные пиломатериалы (SCL). Более подробную информацию о типичных элементах из массивной древесины и общих сферах применения можно найти в книге Think Wood «Массовая древесина в Северной Америке».

Массивные деревянные здания способны обеспечивать уровень огнестойкости, сопоставимый со сталью и бетоном. В результате утвержденные изменения к Международному строительному кодексу 2021 года ( IBC ) вводят дополнительные классификации деревянных конструкций (тип IV-A, тип IV-B и тип IV-C) и разрешают трехчасовую расчетную массу древесины. сооружения высотой до 18 этажей (сооружение типа IV-A). С этими недавно утвержденными изменениями можно ознакомиться на веб-сайте Международного совета по кодексу (ICC).

Когда древесина подвергается воздействию огня, на внешней поверхности образуется слой обугливания. Зона предварительно нагретой древесины существует непосредственно рядом со слоем угля.
Изображения любезно предоставлены AKF Group

Несмотря на растущее желание использовать массивную древесину, несколько камней преткновения препятствуют широкому использованию этой продукции. Из-за преимущественного использования стали и бетона проектировщики, владельцы и компетентные органы (AHJ) могут быть не знакомы с исследованиями пожаров, связанных с массивной древесиной.Кроме того, в то время как новые положения 2021 IBC расширяют допуски для массовых деревянных зданий, принятие официального кодекса отдельными юрисдикциями может быть длительным процессом. В результате общественное мнение о масштабных зданиях было построено на основе из стали и бетона. Несмотря на то, что концепция высоких массивных деревянных зданий является новой, повышение осведомленности о материалах и их использование может помочь изменить это восприятие.

Поведение древесины в условиях пожара

Чтобы понять различные огнестойкие свойства древесины с легким каркасом и массивной древесины, проектировщики должны понимать основные огнестойкие свойства материала.Под воздействием тепла огня вся древесина подвергается термической реакции разложения, называемой пиролизом. При нагревании древесины материал разлагается на летучие газы и оставляет после себя слой обугливания. Пламенное воспламенение древесины — это фактически воспламенение летучих газов, выделяемых в процессе пиролиза. Для получения дополнительных сведений о науке о пиролизе прочтите Справочник по технике пожарной защиты Общества инженеров по противопожарной защите (SFPE) .

Обугленный слой, созданный во время пиролиза, изолирует оставшиеся слои древесины и замедляет общую деградацию элемента.Часть древесины, непосредственно прилегающая к слою угля, испытывает более высокие температуры, чем остальная древесина (, т.е. зона предварительного нагрева). Как описано в «Техническом отчете № 10» Американского совета по древесине (AWC), основание слоя обугленного и начало зоны предварительного нагрева принимаются как имеющие температуру приблизительно 300 ° C (550 F). За пределами зоны предварительного нагрева древесина имеет температуру, близкую к исходной температуре окружающей среды. Эту область обычно называют «окружающая», «нормальная» или «холодная» древесина.Как правило, деревянные элементы с большим поперечным сечением выдерживают высокую температуру огня в течение более продолжительных периодов времени, поскольку требуется больше времени, чтобы уменьшить размер окружающей зоны до точки критического разрушения конструкции.

Основные критерии огнестойкости

Используется ли массивная древесина, легкая каркасная древесина или любой другой материал, IBC основывает рейтинги огнестойкости на критериях испытаний и воздействия ASTM E119, Стандартные методы испытаний для Испытания огнестойкости строительных конструкций и материалов , или Underwriters Laboratories (UL) 263, Стандарт для огнестойких испытаний здания Конструкция и материалы .ASTM E119 обычно используется для тестирования рейтингов огнестойкости, хотя эти два стандарта фактически одинаковы. IBC позволяет подтверждать рейтинги огнестойкости, подвергая сборки испытаниям ASTM E119 или UL 263, или посредством расчетов, предписывающих проектов или другого инженерного анализа ( IBC 2018, 703.3, «Методы определения огнестойкости»).

Противопожарная защита древесины

4.ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ДЕРЕВЯННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Антипирены, также известные как антипирены, представляют собой вещества, которые используются для замедления или остановки распространения огня или уменьшения его интенсивности. Антипирены также предотвращают образование дыма во время пожара. Их работа обычно осуществляется за счет химических реакций, снижающих воспламеняемость или замедляющих возгорание защищаемого материала. Антипирены могут также охлаждать материал за счет физического воздействия или эндотермических химических реакций.

Огнезащитные составы для изделий из дерева доступны в виде покрытий, включая краски, лаки и морилки, а также продуктов для обработки под давлением, которые предназначены только для промышленного использования. В зависимости от продукта, покрытие можно наносить распылением, кистью или на линии для нанесения покрытия с помощью различных кистевых, вакуумных и распылительных аппликаторов.

ЭКОЛОГИЧНОСТЬ СРЕДСТВ ПЛАМЕНИ

Использование дерева в строительстве становится все более распространенным благодаря его многочисленным преимуществам, но также и потому, что строительная промышленность придерживается подхода, который больше соответствует принципам устойчивости.Люди хотят жить и работать в эстетичных, экологически чистых и безопасных зданиях. Современные технологии позволяют предлагать нетоксичные антипирены без ущерба для функциональности. Выбор нетоксичных замедлителей — это голос за окружающую среду, здоровье и безопасность человека.

Традиционно многие промышленные методы обработки содержат вещества, вредные для людей, животных и / или окружающей среды, такие как борная кислота, бор, бромиды, формальдегид и аммиак. Древесина не только обрабатывается такими веществами, склонными к выбросам на протяжении всего жизненного цикла, но и замедляет строительство, поскольку для изделий требуются специальные покрытия, что замедляет весь процесс и приводит к более высоким затратам.

Антипирены Nordtreat имеют водную основу и имеют нейтральный pH. Они содержат только запатентованные, безопасные для пищевых продуктов соединения и нетоксичные добавки. Поскольку антипирен впитывается в древесину на глубину от 2 до 3 мм, он образует воздухопроницаемую мембрану, улучшая долговечность покрытия и облегчая очистку поверхностей. Растворы влияют на пиролиз древесины, создавая защитный слой угля. Обработанная древесина выделяет водяной пар при горении, что снижает температуру горения, замедляя распространение огня.

В идеале антипирены могут улучшать характеристики древесины, например, защищая ее от воздействия солнечного света и погодных условий, как это делают продукты Nordtreat.

ПОДРОБНЕЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОЖАРНЫХ ЗАЩИТАХ →

ВЫБРОСЫ ПРОТИВОПОЖАРНЫХ СРЕДСТВ В ПОМЕЩЕНИИ

Для внутренних поверхностей или других видимых деревянных внутренних поверхностей, требующих противопожарной защиты, самым безопасным решением с точки зрения качества воздуха в помещении является использование нетоксичных антипиренов с наименьшим количеством выбросов.Низкий уровень выбросов подтвержден тестированием на выбросы ЛОС (летучих органических соединений) продукта.

Наилучший класс выбросов в Финляндии — M1, которому соответствуют продукты Nordtreat, в том числе NT DECO с низким уровнем выбросов. Поскольку антипирен впитывается в древесину, он образует воздухопроницаемую мембрану, которая облегчает очистку поверхности в случае необходимости.

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ, КАК ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ДЕРЕВО ВЛИЯЕТ НА КАЧЕСТВО ВОЗДУХА В ПОМЕЩЕНИИ →

Аналитические методы определения огнестойкости деревянных элементов

U.S. Forest Service
Забота о земле и служение людям

Министерство сельского хозяйства США

1. Аналитические методы определения огнестойкости деревянных элементов

   Автор (ы): Роберт Х. Уайт
   Дата: 2008
   Источник: Справочник SFPE по технике противопожарной защиты. Куинси, Массачусетс: Национальная ассоциация противопожарной защиты; Бетесда, штат Мэриленд: Общество инженеров противопожарной защиты, c2008: страницы 4.346-4,366.
   Серия публикаций: Разные публикации
   PDF: Скачать публикацию (571 KB)
   
   Описание Классы огнестойкости деревянных элементов и сборок, как и других материалов, традиционно получали путем испытания сборки в печи в соответствии со стандартом ASTM International (ASTM) E119 Международной организации Стандарт стандартизации (ISO) 834 и аналогичные стандарты. Эти рейтинги опубликованы в списках, таких как Справочник по огнестойкости Underwriters Laboratories, Руководство по проектированию огнестойкости Gypsum Association, Дизайн Американского совета по древесине для публикаций о принятии кодов, а также в строительных нормах и правилах.Перечисленные характеристики ограничиваются фактической проверенной сборкой и обычно не допускают модификаций, таких как добавление изоляции, изменение размера элемента, изменение внутренней отделки или увеличение расстояния между элементами. Интерпретация кодов результатов испытаний иногда позволяет заменять более крупные элементы, более толстые или более глубокие сборки, меньшие расстояния между элементами и более толстые защитные слои без снижения указанного рейтинга. Стандарт ASTM E20327 предоставляет рекомендации по такому расширению результатов огнестойкости, полученных в результате стандартного испытания на огнестойкость ASTM E119.Три процедуры расчета рейтингов огнестойкости одобрены строительными нормами США: методики TT Lie и Национальные проектные спецификации для деревянного строительства (NDS) для расчета рейтингов огнестойкости открытых деревянных элементов и метод добавления компонентов (CAM) для защищенного деревянного каркаса. стены, полы и крыши. Метод Т.Т. Ли ограничен балками и колоннами. Методология T.T. Lie и процедуры CAM были разработаны в Канаде и признаны канадским кодексом.В Европе Еврокод 5 (EN 1995-1-2 и исправление) по проектированию деревянных конструкций предоставляет методы расчета противопожарных расчетов деревянных конструкций. Обзор разработки EN 1995-1-2, улучшений по сравнению с более ранним ENV 1995-1-2, а также ссылки на результаты исследований, использованные для поддержки его положений, предоставлены Konig. Две публикации по общей теме проектирования конструкций от пожара: Structural Fire Protection, под редакцией Т.Т.Ли, и Structural Design for Fire Safety, Эндрю Х.Бьюкенен. Когда внимание уделяется всем деталям, огнестойкость деревянного элемента или узла зависит от трех факторов: 1. Характеристики его защитной мембраны (если таковая имеется). 2. Степень обугливания конструкционного деревянного элемента. 3. Несущая способность остальных не обугленных участков деревянных конструкций.
   Примечания к публикации
   • Мы рекомендуем вам также распечатать эту страницу и прикрепить ее к распечатке статьи, чтобы сохранить полную информацию о цитировании.
   • Эта статья была написана и подготовлена ​​служащими правительства США в официальное время и поэтому находится в открытом доступе.
   Citation Уайт, Роберт Х. 2008. Аналитические методы определения огнестойкости деревянных элементов. Справочник SFPE по технике противопожарной защиты. Куинси, Массачусетс: Национальная ассоциация противопожарной защиты, Бетесда, Мэриленд: Общество инженеров противопожарной защиты: 346-366.