Теплоизолирующая способность конструкций и потеря плотности учитываются только при оценке огнестойкости внутренних ограждающих конструкций, так как в этом случае имеется потенциальная опасность распространения пожара в смежные помещения.

Потеря ограждающей способности конструкций может также наступить в результате разрушения навески или узлов крепления, например, узлов крепления панельных стен. Как правило, разрушение узлов крепления влечет либо деформацию, либо обрушение конструкции. Этот признак принимается во внимание при оценке огнестойкости всех строительных конструкций независимо от их назначения.

Критерием оценки ограждающей и несущей способности конструкций служит предел огнестойкости - время (в часах или минутах) от начала пожара либо время теплового испытания до возникновения одного из предельных состояний, характеризующих потерю несущей или ограждающей способности конструкции.

Пределы огнестойкости строительных конструкций устанавливают опытным или расчетным путем.

Пределы огнестойкости запроектированных или реально существующих конструкций поинято называть фактическими, а определяемые условиями оезопасности или нормами - требуемыми и обозначать, соответственно, Пф и Птр. Фактические и требуемые пределы огнестойкости строительных конструкций нормируются. Они учитываются при проектировании зданий и сооружений. Требования безопасности считаются выполненными при соблюдении условия:

Пф>Птр. (1.1)

Огнестойкость строительных конструкций характеризуется также сопротивлением распространению огня. В реальных условиях от этой характеристики зависит обстановка на пожаре, особенно в начальной стадии. Наибольший ущерб от пожаров, как правило, наблюдается в зданиях с конструкциями, имеющими недостаточное сопротивление распространению огня. Степень сопротивления определяют в опытах, сущность которых заключается в определении предела распространения огня - размера повреждения конструкции вследствие ее горения за пределами зоны нагрева (в контрольной зоне). Методика проведения опытов изложена в § 1.3 учебника и в приложении 2 СНиП П-2-80 {18]. Различают фактический предел распространения огня 1ф и допускаемый 1„оп. Конструкция отвечает требованиям безопасности по пределу распространения огня, если

1ф<1до„. (1.2)

Дод огнестойкостью здания понимается его способность сопротивляться разрушению в условиях пожара. По огнестойкости все здания и сооружения в СССР подразделяются на пять степеней. Каждой степени огнестойкости соответствует набор конструкций с

ЙПределенными численными значениями пределов огнестойкости и рределов распространения огня. Классификация зданий по степени огнестойкости приведена в табл. 1 и 2 СНиП II-2-80 [18].

Различают фактическую степень огнестойкости и требуемую. Фактическая степень огнестойкости зданий определяется по наихудшим показателям огнестойкости одного из конструктивных элементов.

Под понятием «требуемая степень огнестойкости» подразумевается минимальная степень сопротивления разрушению в условиях пожара, которым должно обладать здание для того, чтобы удовлетворять определенным требованиям безопасности. Фактическая степень огнестойкости зданий не зависит от назначения и пожарной опасности размещаемых в них технологических процессов. В зависимости от параметров, характеризующих огнестойкость строительных конструкций (пределов огнестойкости и пределов распространения огня), фактическая степень огнестойкости зданий и сооружений определяется по данным межотраслевой главы СНиП Н-2В0 U8J. Треоуемая степень огнестойкости зданий нормируется "специализированными или отраслевыми нормативными документами с учетом назначения зданий, пожарной опасности размещаемых в них технологических процессов, вместимости, этажности, площади противопожарного отсека, наличия автоматических средств пожаротушения. Условия безопасности удовлетворяются при соответствии фактической степени огнестойкости здания Оф требуемой Отр.

По этому же принципу классифицируются здания и в зарубежных странах, разница лишь в обозначениях и численных показателях. В ряде стран при нормировании требуемой степени (класса) огнестойкости зданий учитывается эквивалентная тепловая нагрузка на конструкции при пожаре.

1.2. Экспериментальное определение фактических пределов огнестойкости строительных конструкций

Экспериментальное определение фактических пределов огнестойкости строительных конструкций проводится по стандарту СЭВ 1000-78 «Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость» на специальных печах (рис. 1.1).

Печи должны обеспечивать возможность испытания образцов конструкций при требуемых условиях нагружения, опирания, температуры и давления. Для футеровки печей рекомендуется применять материал с тепловой активностью, не превышающей 600 (Вт-с°5)/(м2-К):

Урс7<б00, (1.3)

где kt -коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К) р --плотность материала, кг/м3; ct - удельная теплоемкость материала,-кДж/(кг-К)

Рис. 1.1. Схемы установок для испытания строительных конст.

рукций на огнестойкость: а - печь для испытания перетородок и стен; б - печь для испытания перекрытий; в - печь для испытания колонн; 1 - огневая камера; 2 - опытный образец; 3 - платбоома: 4 - нагоузка

Эта рекомендация принята с целью уменьшения расхождения конвекционных и радиационных условий обогрева образцов, для обеспечения сопоставимости результатов испытаний, проводимых в различных странах. Условию (1.3) отвечают огнеупорные материалы с плотностью, не превышающей 1000кг/м3.

Температурный режим, создаваемый в огневых камерах печей, характеризуется зависимостью (рис. 1.2):

tCT = 3451g(8T+l)+t„, (1.4)

где т - время горения, мин; t0 = 20 - начальная температура, "С.

Стандартная температурная кривая может быть описана эмпирической формулой:

t„ == 504т0148 + ta. (1.5)

Температура в объеме огневых камер контролируется с помощью термопар не менее чем в пяти точках на расстоянии 100 мм от поверхности испытываемых образцов; на каждые 1,5 м2 ограждающей поверхности образца и на каждые 0,5 м балки или колонны должна быть установлена одна термопара. Диаметр термопарной проволоки

о г 2 з ч- s i,v

Рис. 1.2. Стандартная кривая «температура-время»

может меняться от 0,75 мм до 1,5 мм. За температуру в печи в определенный момент времени т принимается среднее арифметическое значение температур, измеренных с помощью термопар в данный момент. Отклонение.среднего значения температуры от стандартной не должно превышать ±15% в течение первых 10 мин испытания; ±10% при 10 мин <т<30 мин; ±5% после 30 мин испытания.

Температура на необогреваемой поверхности ограждающих конструкций измеряется не менее чем в пяти точках, одна из которых располагается в геометрическом центре необогреваемой поверхности, а остальные в середине прямых, срединяющих центр и углы. Если при испытании ожидается появление максимальной температуры В других точках необогреваемой поверхности, то в них также необходимо установить термопары. Для измерения температуры на необогреваемой поверхности диаметр термопарной проволоки не должен превышать 0,75 мм.

Образцы для испытания должны быть проектных размеров, при невозможности испытания образцов проектных размеров их уменьшение допускается до величин, указанных в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Примечание. Размеры, указанные в скобках, допустимы, если имеющееся в стране оборудование не позволяет проводить испытания образцов больших размеров.

Образцы несущих конструкций испытываются под нормативной нагрузкой. Распределение нагрузки и опирание образцов при проведении испытаний должны соответствовать расчетным схемам, принятым в проекте. При невозможности соблюдения этого условия в расчетных сечениях образцов должны быть созданы напряжения, соответствующие принятым в проектах конструкции. Нагрузка устанавливается не менее чем за 30 мин до начала испытания й поддерживается в течение всего времени испытания постоянной.

Схемы обогрева конструкций должны соответствовать реальным. Образцы перекрытий и покрытий испытываются на воздействие тепла снизу, несущие балки и фермы - с трех сторон, колонны и столбы - со всех сторон. Образцы наружных стен должны испы-тываться на воздействие тепла только с внутренней стороны. Образцы однослойных и многослойных симметричных по сечению внутренних стен и перегородок подвергают температурному воздействию с одной стороны, а многослойных несимметричных - с каждой стороны отдельно, кроме случая, когда неблагоприятная сторона может быть заранее установлена.

Испытания на огнестойкость должны проводиться при температуре воздуха в пределах to = 20±10°C и при скорости движения воздуха не более 0,5 м/с, если условия применения конструкции не требуют других условий испытания. Температура до теплового воздействия в печи и в помещении для испытания, а также на испыты-

ваемом образце должна быть стабилизирована за 2 ч до начала испытаний. Во время испытаний на огнестойкость ограждающих и разделяющих конструкций в печи необходимо поддерживать избыточное давление 10± 2 Па.

За критерии оценки пределов огнестойкости конструкций приняты предельные состояния, изложенные в § 1.1 учебника. Выбор признака оценки предела огнестойкости зависит от вида конструкций и их назначения. При оценке предела огнестойкости несущих конструкций по деформациям стандарт рекомендует за предельное состояние для изгибаемых элементов принимать прогиб, составляющий от 1/15 до1/30 длины элемента, а для вертикальных конструкций 0,01 их высоты.

Предел огнестойкости конструкции определяется как среднее арифметическое результатов испытаний не менее чем двух образцов. При этом показатели наиболее высокого и наиболее низкого пределов огнестойкости испытанных образцов не должны отличаться более чем на 20% от показателя с большим значением. Если испытание проведено на одном образце, то для установления предела огнестойкости данного типа конструкций результат испытания необходимо умножить на 0,8.

Стандарт допускает определять пределы огнестойкости конструкций расчетным методом. В этих случаях испытания можно не проводить. Расчетный метод не распространяется на конструкции, огнестойкость которых может характеризоваться потерей плотности.

1.3. Испытание строительных конструкций на распространение огня

Испытание строительных конструкций на распространение огня заключается в определении размера повреждения конструкции вследствие ее горения за пределами зоны нагрева - в контрольной зоне при локальном воздействии огня на часть конструкции в специальных печах и проводится по методике, изложенной в приложении 2 СНиП П-2-80 [18]. Температурный режим в огневых камерах печей поддерживается в соответствии с требованиями стандарта СЭВ 1000-78 «Противопожарные нормы строительного проектирования. Испытание строительных конструкций на огнестойкость».

Образцы строительных конструкций для испытаний должны быть выполнены в соответствии с рабочими чертежами и техническими условиями на их изготовление. Размеры испытываемых образцов ограждающих конструкций должны быть не менее 2X2 м, а стержневых элементов - с длиной, обеспечивающей их крепления в соответствии со схемами, приведенными на рис. 1.3. Образцы, имеющие ребра и выступы, следует располагать так, чтобы они не препятствовали распространению огня в контрольной зоне. Стыки плит и панелей ограждающих конструкций должны находиться в зоне нагрева с продолжением их в контрольную зону.