Глав

ТРЕБУЕМЫЕ ПРЕДЕЛЫ ОГНЕСТОЙКОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

7.1. Нормирование требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций

Требуемые пределы огнестойкости строительных конструкции нормируются в зависимости от назначения зданий и пх требуемой степени огнестойкости. При этом учитываются вид и назначение конструкций или конструктивных элементов и их влияние при наступлении предела огнестойкости в условиях пожара на огнестойкость всего здания. Например, обрушение несущих стен и колони может повлечь за собой обрушение всего здания, в го время как обрушение перекрытий и перегородок может носить местный характер. Поэтому вертикальные несущие конструкции, как правило при всех прочих равных условиях, имеют больший требуемый предел огнестойкости, чем горизонтальные или вертикальные ненесущи". Конструкции, выполняющие роль противопожарных преград, такхл-должны обладать большой надежностью. Их требуемый предел огнестойкости нормируется в зависимости от назначения. Напримс;;. требуемый предел огнестойкости противопожарных стен, независп мо от степени огнестойкости зданий, равен 2,5 ч, что можно сопоставить только с требуемыми пределами огнестойкости основны •: несущих вертикальных конструкций зданий I степени огнестойко сти. Это объясняется назначением противопожарных стен, которы должны препятствовать распространению пожара из одной части здания в другую даже при одностороннем обрушении конструкции при пожаре в какой-либо части здания.

Нормирование требуемой степени огнестойкости зданий осуще ствляется специализированными и отраслевыми нормативными документами. Этот вопрос рассмотрен в первой главе учебника.

Основные сведения по нормированию требуемых пределов огне стойкости строительных конструкций содержатся в главе СНиП II-2-80 [18]. Специализированные и отраслевые нормативные документы в большей степени учитывают особенности проектируемых объектов и развивают основные положения межотраслевой главы СНиП 11-2-80. Так, в соответствии с главой СНиП II-2-8Q для зда-ний II степени огнестойкости требуемый предел огнестойкости перегородок составляет 0,25 ч независимо от назначения перегородок и здания в целом. Для жилых зданий [133 требуемые предел и огнестойкости перегородок нормируются в зависимости от их Has качения. При этом в зданиях II степени огнестойкости требуемый предел огнестойкости межсекционных перегородок и перегородок, отделяющих общие коридоры и места эвакуации, от других пом щений, равен 0,75 ч, межквартирных - 0,5 ч, межкомнатных

),25 ч. Подобные требования содержат и другие нормативные доку-ленты. При отсутствии требований к огнестойкости строительных конструкций в специализированных, ведомственных и отраслевых нормах и правилах требуемый предел огнестойкости конструкций определяется на основании положений главы СНиП 11-2-80.

7.2. Теоретические предпосылки к определению требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций

Методика нормирования требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций имеет существенный недостаток: в ней Отсутствуют количественные показатели, влияющие на огнестойкость строительных конструкций. Прежде всего, это продолжительность возможного пожара и температурный режим.

Идея расчета требуемых пределов огнестойкости строительных Конструкций с учетом продолжительности пожара сформулирована Профессором В. И. Мурашевым (1956 г.):

ПТр КоТпож,

Где коэффициент огнестойкости Ко учитывает назначение зданий и их требуемую степень огнестойкости, назначение конструктивных элементов, их специфические условия работы на пожаре и степень влияния на огнестойкость всего здания. Практически все эти факторы в той или иной мере учитываются при нормировании требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций и рассмотрены в предыдущем параграфе учебника. Численные значения коэффициента огнестойкости до сего времени научно не обоснованы и не узаконены. Рекомендованные данные по значениям коэффициента огнестойкости строительных конструкций в зданиях I и II степеней огнестойкости приведены в табл. 7.1.

Таблица 7.1.

Оценка продолжительности пожара тПОж имеет существенное ннчение для расчета требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций.

При известной пожарной нагрузке Nr и скорости ее выгорания п продолжительность пожара в помещениях с неограниченным при током воздуха в зону горения может быть определена по уравнс нию:

Nr

Тпож- ) (7.2)

где z - коэффициент неполноты горения.

Несмотря на кажущуюся простоту определения продолжитель ности пожара, вопрос этот представляет значительную сложность. Это объясняется тем, что скорость выгорания веществ не является величиной постоянной, а зависит от степени измельченное™ вещества и условий его размещения, температурного режима и условия притока воздуха в зону горения.

Для помещений с ограниченной вентиляцией основным фа кто ром, определяющим продолжительность пожара, является расход воздуха Gno, поступающий через приточные отверстия в зону горения (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Схема к расчету продолжительности пожара при M = f(G )

При известной разности давлений АР на уровне геометрических центров приточных отверстий с площадью Fano расход воздуха, по ступающего в горящее помещение, определяется по уравнению:

GTO==f.inoF8rwj/2APpH , (7Л)

где рпо - коэффициент расхода приточного отверстия; рн - плот ность наружного воздуха, кг/м3,

1 масса выгораемой в единицу времени пожарной нагрузки М Ври известных значениях коэффициента избытка воздуха ию - цо уравнению:

MT==Gno/(W»Poain), (7.4)

Где Wb - теоретически необходимый объем воздуха при 0°С для сгорания 1 кг вещества, м3/кг; р0 - плотность воздуха при 0°С, кг/м3.

В уравнении (7.4) расход воздуха при 0°С, необходимый для Сгорания единицы массы вещества, может быть определен по справочным данным.

С учетом уравнения (7.3) равенство (7.4) представляется в следующем виде:

M, = Pn0F3.„„ V 2АРрн /(WB°Poaffi). (7.5)

При известной пожарной нагрузке Nr и площади помещения Fn(1M продолжительность возможного пожара может быть вычислена по уравнению:

1NrL пом /7 СЛ

Которое с учетом уравнения (7.5) представляется в следующем Виде:

NrFnoMW вРоИщ (7 7)

Тпож „ /лат.-

u„0F3.no V 2АРрн

Вычисление продолжительности пожара по уравнению (7.7) Представляет определенные трудности, так как величины am и АР Не являются постоянными, а изменяются в зависимости от температурного режима в помещении. Вместе с тем оно выявляет взаимосвязь исходных данных, влияющих на продолжительность пожара помещениях с ограниченной вентиляцией, и показывает, что при Одинаковых условиях газообмена продолжительность пожара для Каждого вида пожарной нагрузки пропорциональна ее общему количеству. Это положение подтверждено экспериментами, проведенными во ВНИИПО МВД СССР.

Данные о продолжительности свободного горения при пожаре .Представляют практический и теоретический интерес, так как являются одним из показателей пожарной опасности объекта. Вместе. « тем они не учитывают действий пожарной охраны, которая способна существенно повлиять на процесс развития пожара и сократить его продолжительность.

Продолжительность пожара с учетом его тушения складывается Из времени свободного развития пожара Ат„ и времени его тушения

Ттуш-

Тпож=ттуш+Ат0. (7-8)

Время тушения пожара в большей степени зависит от боеспо собности пожарных подразделений, которая может быть оценена скоростью тушения пожара. Требуемая скорость тушения пожара представляет собой площадь пожара, ликвидированного в единит времени, при соответствующем расходе огнетушащих веществ (,) и требуемой интенсивности 1тр:

„ Q

I т

(7.9)

При известной площади горения Fr время тушения определяется по уравнению:

ттуш Fr/vTp,Tyin- (7.10)

С учетом уравнения (7.9) имеем:

-ijux тн. (7

Подставив значение ттуш из последнего уравнения в равенство (7.8), получим

тп,,ж= ~р-тн+Ат0. (7.12)

Формула для определения требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций представляется в следующем виде:

Птр = КорТе+Дт„ . (7.13)

Требуемый предел огнестойкости, полученный по уравнению (7.13), можно сопоставлять с нормативными требуемыми предела ми огнестойкости строительных конструкций, если реальныйтемпе ратурный режим на пожаре близок к «стандартному».

В противном случае необходимо сопоставлять реальный темпе ратурный режим пожара со «стандартным» при времени П,р, полученном по уравнению (7.13), и определять требуемый предел огне стойкости с учетом поправочных коэффициентов либо подбирать конструкции с таким расчетом, чтобы их фактический предел огнестойкости при реальном температурном режиме несколько превы шал (» на 10%) требуемый. С экономической точки зрения целесообразно реальный температурный режим рассчитывать также с учетом времени тушения.

Вопросы, связанные с обоснованием требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций, весьма актуальны и находятся в настоящее время в стадии теоретических и экспериментальных исследований. Их разрешение позволит более обоснованно подойти к нормированию огнестойкости строительных конструкций и зданий в целом, что даст немалый экономический эффект народному хозяйству.

Раздел II

ПЛАНИРОВОЧНЫЕ РЕШЕНИЯ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ

При разработке объемно-планировочных решений учитываются функциональное назначение зданий, конструктивные, архитектурно-художественные, экономические и противопожарные требования. На планировочные решения оказывают влияние также современные тенденции в области строительства:

1. Увеличение размеров зданий и сооружений.

2. Блокирование зданий различного назначения, когда различные функциональные процессы объединяются под одной крышей. Блокирование повышает коэффициент полезного использования Территории, сокращает протяженность инженерных и транспортных Коммуникаций, снижает стоимость строительства и эксплуатации дания, но значительно усложняет решение проблем противопожарной защиты.

3. Вынос технологического оборудования на этажерки и открытые площадки - экономически выгоден и несколько снижает попарную опасность.

4. Строительство промышленных зданий павильонного типа - Легких отдельно стоящих построек, в которых размещаются производственные установки, склады, вспомогательные службы. Возводи"-Мые в большинстве случаев из легких металлических конструкций Со сгораемым утеплителем, такие здания отличаются повышенной Пожарной опасностью.

5. Строительство зданий повышенной этажности, как жилых И общественных, так и производственных, обладающих специфической пожарной опасностью. Обычные противопожарные мероприятия для таких зданий являются недостаточными или даже Неприемлемыми.

6. Строительство многоэтажных бесфонарных зданий. Отсутствие в зданиях оконных проемов и фонарей значительно затрудняет противодымную и противовзрывную защиту, эвакуацию людей.