Пожарная безопасность в строительстве

       Для строительных материалов оценка пожарной опасности выполняется по пяти характеристикам: горючести ( см. 4.6 ), воспламеняемости, по распространению пламени по поверхности, дымообразующей способности и токсичности продуктов горения.

       Таким образом, оценка пожарной опасности  объекта осуществляется комплексным способом и определяется соответствующими характеристиками для материалов, конструкций и здания в целом. 
 
 
 

                4.5. КАТЕГОРИРОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ 

       ПОМЕЩЕНИИЙ  И ЗДАНИЙ ПО ВЗРЫВОПОЖАРООПАСНОСТИ    
 

       Категорирование производственных помещений и зданий по взрывопожароопасности ( ВПО ) является основой строительного противопожарного нормирования промышленных объектов. ВПО, с одной стороны, определяет условия для возникновения опасных факторов пожара или взрыва. За эту часть отвечает администрация предприятия. С другой стороны, ВПО показывает возможные масштабы и последствия инцидента, которое зависит от конструктивно-планировочного решения здания ( рис.4.6 ).      

       Нормы пожарной безопасности НПБ 105-03 разделяют  производственные помещения и здания на 5 категорий по взрывопожароопасности:

            категория А – взрывопожароопасная. В неё включены производства сероводорода, ацетона, эфира и др. веществ с высокой химической активностью, способных и гореть и взрываться с давлением взрыва более 5кПа; 

       

                                                                     

       Рис.4.6. 

       категория Б – взрывопожароопасная. Вещества в этих помещениях также могут и гореть и взрываться с избыточным давлением взрыва выше 5кПа, однако химическая активность горючих газов, жидкостей и пылей ниже, чем в категории А;

       категории В1-В4 – пожароопасные. В зависимости от удельной пожарной нагрузки помещения разделяются на категории В1, В2, В3 и В4. Под пожарной нагрузкой понимается энергия, выделяемая при сгорании горючих материалов, находящихся на площади 1м пола помещения. Наиболее опасная категория В1, для которой пожарная нагрузка более 2200МДж/ м , у категории В4 она не превышает 180 МДж /м . К В1-В4 относят деревообрабатывающие производства, насосные для перекачки горючих жидкостей, кабельные сооружения и др;

       категория Г – без названия. В данных помещениях негорючие материалы находятся в расплавленном состоянии, либо горючие вещества используются в качестве топлива. Это металлургические и литейные производства, а также котельные, реакторные отделения и машзалы ТЭС и АЭС;

       категория Д – без названия. В помещениях этой категории негорючие материалы находятся в холодном состоянии. Таких рабочих участков на промпредприятиях большинство.

       Как правило, под одной крышей располагаются помещения с разной категорией, Согласно НПБ 105-03, если площадь помещений высокой категории занимает более 5% площади всех помещений, то всему зданию устанавливают эту высокую категорию. При наличии систем автоматического пожаротушения величина нормы повышается до 25% площади всех помещений.

       Ошибки  в назначении категории влекут за собой серьезный экономический ущерб, особенно при занижении риска возникновения взрыва или пожара. В этом случае подбор материалов, выбор конструкций и планировочного решения оказывался неадекватным взрывопожароопасности здания и приводил к повышенному масштабу пожара или взрыва.

       Назначение  категории осуществляются в проектной  организации на основании отраслевого Перечня помещений. Для новых, нетиповых производств категорию здания или помещения определяют специальными расчетами. 
 
 
 
 
 

               4.6. ГОРЮЧЕСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

         

       В последние годы к традиционным строительным материалам прибавилось огромное количество тепло- и звукоизоляционных и  декоративных материалов с неизвестными горючими характеристиками. Поэтому испытание новых материалов обладает повышенной актуальностью.

       Согласно  ГОСТу все строительные материалы  разделяются на негорючие ( НГ ) и  горючие ( Г ), имеющие четыре группы: Г1 – слабогорючие, Г2 – умеренногорючие, Г3 – нормальногорючие и Г4 – сильногорючие.

       Испытания начинают с определения негорючести, образец 5 5 5 см нагревают в печи при температуре 835 С в течении 30 минут. Материал считается негорючим, если:

       - прирост температуры в печи  50 С;

       - потеря массы образца  50%;

       - продолжительность пламени  10с.

       К негорючим материалам относятся все неорганические строительные материалы – бетон, кирпич, металл, цемент т др.

       При несоответствии хотя бы одному условию  материал считается горючим и для него проводятся новые испытания в другой печи и другим размером образца на определении группы горючести. Образец 7 19  100 см помещают в газовую шахтную печь и нагревают пламенем газовой горелки. При испытании замеряют температуру дымовых газов, степень повреждения по длине и по массе, а также продолжительность пламени. На основании этих данных определяют группу горючести – у Г1 повреждения минимальные, у Г4 – максимальные.

                                                                                                                                                                                     К группам Г3 и  Г4 относят почти все органические строительные материалы, в группу Г1 и Г2 входят композиции из неорганических ( заполнитель ) и органических ( вяжущее ) материалов – минераловатные плиты на битуме, асфальтобетон, а также древесина, пропитанная антиперенами. 
 
 
 

                          4.7. ОГНЕСТОЙКОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ 

                                                 КОНСТРУКЦИЙ 
 

       Огнестойкость строительных конструкций является основой всей системы противопожарной  защиты здания и означает их способность  сопротивляться воздействию огня и выполнять при этом свои эксплуатационные функции – несущую, ограждающую и теплоизоляционную. Огнестойкость конструкции характеризуется пределом огнестойкости и обозначает время в минутах от начала огневых испытаний до возникновения в конструкции следующих признаков:

       1) обрушение или недопустимый прогиб; означает потерю несущей способности, обозначается R ;

       2) образование в конструкции сквозных  трещин, через которые проникает  дым и продукты горения. Означает  потерю ограждающей способности,  обозначается  E ;

       3) повышение температуры на необогреваемой  поверхности в среднем на 160 С больше, чем до пожара. Означает потерю теплоизоляционной способности и обозначается  Y .

         Например, надпись  R120 указывает на то , что предел огнестойкости конструкции по несущей способности составляет не менее 120 мин. Или надпись REY30 означает предел огнестойкости в 30 мин, независимо от того, какое предельное состояние наступило первым.

       Огнестойкость строительных конструкций устанавливают  опытным и расчетным путем. Экспериментальные испытания огнестойкости проводятся в специальной огневой печи в условиях реального воздействия открытого пламени – колонна нагревается с четырех сторон, плита перекрытия – с нижней поверхности ( рис.4.7 ). Температура в печи изменяется по усредненным данным для реального пожара в жилых зданиях. В огневую печь помещается конструкция в натуральную величину, она находится под реальной нагрузкой, аналогичной  рабочей.

         
 

  Рис.4.7 

       Расчетный способ определения огнестойкости  основан на данных по изменению прочности материала при нагревании и по изменению температуры по сечению конструкции. Для каждого материала существует так называемая критическая температура, при ней прочность материала уменьшается в два раза.

       Многочисленные  испытания позволили создать каталог справочных данных по пределам огнестойкости основных строительных конструкций. Наибольшим пределом обладают каменные и кирпичные конструкции, их огнестойкость зависит только от толщины элемента. Железобетонные конструкции обладают средними значениями предела, минимальная огнестойкость отмечена у металлических и деревянных конструкций. 
 

             4.8. ОГНЕСТОЙКОСТЬ  ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ 

                                      КОНСТРУКЦИЙ 

       Ж.б.к. благодаря своей негорючести  и сравнительно невысокой теплопроводности неплохо сопротивляются действию пожара. Предел огнестойкости ж.б.к. зависит от условий работы конструкции – несущая или ненесущая, а также от вида нагрузки – сжатие или изгиб. Наиболее чувствительным элементом ж.б.к. к действию огня является арматура.

       1. Несущие изгибаемые  конструкции. Их разрушение происходит в результате перегрева нижней рабочей арматуры ( рис.4.8.). Поэтому любые меры

       

                                          Рис.4.8 

по увеличению продолжительности нагревания рабочей  арматуры до критической повысит предел огнестойкости изгибаемых конструкций. Среди них:

       - повышение толщины защитного  слоя;

             - снижение теплопроводности бетона.

       Кроме того, рекомендуется применять жаростойкую  арматуру класса А- III из стали марки 25Г2С с критической температурой в 570 С.

       Для типовых изгибаемых конструкций  предел огнестойкости составляет  R45 – R90. 

       2.Несущие  сжатые колонны ( рис.4.9 ). Разрушение колонн происходит

       

       Рис.4.9

в результате снижения прочности как бетона так и рабочей продольной арматуры. Предел огнестойкости повысится, если:

       - увеличить размер поперечного сечения колонны;

       - увеличить толщину защитного слоя рабочей арматуры;

       - повысить жаростойкость бетона и арматуры;

       - обеспечить при эксплуатации низкую влажность бетона.

       Предел  огнестойкости обычных железобетонных колонн составляет R90- R150.

       3.Несущие  сжатые стены. При пожаре стены нагреваются, как правило, с одной стороны, благодаря чему они прогибаются либо в сторону огня, либо в обратном направлении ( рис.4.10 ). Изменение условий работы стены с цент- 

       

       

       

       

       

         

         

        Рис.4.10 

рального на внецентренное сжатие  уменьшает  её огнестойкость. В общем случае огнестойкость  сжатых стен зависит от тех же факторов и равен тем же величинам, что и у колонн.

               4.Ненесущие стены. Потеря ограждающей и теплоизоляцтонной функции наступает в результате деформативности и трещинообразования элемента. Предел огнестойкости повысится если:

       - увеличить толщину стены;

       - применить жаростойкий бетон;

       - снизить влажность конструкции.

       Как правило, огнестойкость ненесущих  стен удовлетворяет противопожарным требованиям. 
 
 

               4.9. ОГНЕСТОЙКОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ 

                                     КОНСТРУКЦИЙ