Предел огнестойкости строительных конструкций — время и единицы измерения

Содержание:

• Что такое огнестойкость.
• Огнестойкость деревянных конструкций.
• Огнестойкость кирпичных конструкций.
• Огнестойкость конструкций из пенобетона.
• Огнестойкость конструкций из газобетона.
• Огнестойкость теплоизоляции.
• Итог.

При выборе материалов для строительства дома обратите внимание на такой показатель, как огнестойкость. Именно от него зависит, насколько стены,
перегородки и перекрытия будут надёжны в случае возгорания. О том, какие строительные материалы обладают наибольшими пределом огнестойкости и
как этот показатель увеличить, мы расскажем ниже.

Что такое огнестойкость

Строительные конструкции во время пожара могут не только гореть, но и плавиться, разрушаться и раскаляться до огромных температур. Способность стен, перекрытий и других элементов дома противостоять огню и сохранять свою целостность называют огнестойкостью. Единица измерения предела огнестойкости строительных конструкций — минуты.

Существует три показателя огнестойкости — «R», «E», «I». Они расшифровываются следующим образом:

• «R» – время, в течение которого конструкция теряет свои несущие способности, то есть полностью разрушается.
• «E» – время, за которое сооружение утрачивает свою целостность. Например, в нём появляются трещины, через которые распространяется огонь.
• «I» – время, за которое конструкция теряет свои теплоизоляционные свойства (повышение температуры на противоположной от огня поверхности более 220 °C).

Необходимые пределы огнестойкости строительных конструкций можно посмотреть в таблице:

Пример расшифровки предела огнестойкости строительных конструкций:

• R 15 — во время пожара несущие стены не должны обрушиться в течение первых 15 минут.
• E 30— в течение 30 минут наружные стены должны сохранять целостность.

Определение огнестойкости строительных конструкций зависит от множества факторов, один из главных — это материал, из которого эти конструкции сделаны.

Огнестойкость деревянных конструкций

Дерево — это один из самых востребованных материалов при строительстве дома, из него делают несущие стены, межэтажные перекрытия, стропильную систему.
Но при этом дерево относится к сгораемым материалам.

Внимание!

Деревянные конструкции во время горения выделяют вредные вещества — углекислый газ, азот, окись углерода, сернистый газ. При пламенном горении токсичность
древесины уменьшается. В режиме тления её токсичность возрастает до Т3 (высокоопасные продукты горения). Вдыхание дыма, содержащего 0,4% окиси углерода, смертельно.

Предел огнестойкости строительных конструкций деревянных зданий в среднем составляет от R 30 до R 45. Этот показатель включает в себя:

• время от начала воздействия пожара до воспламенения древесины;
• время от начала воспламенения до наступления того или иного предельного состояния конструкции.

Скорость, с которой выгорают деревянные конструкции, зависит от следующих факторов:

• Сорт дерева. Чем плотнее дерево, тем «хуже» оно горит. Например, дуб сгорает медленнее, чем осина.
• Размер сечения древесины. Чем больше сечение, тем дольше оно горит, и наоборот. Например, деревянная конструкция с сечением от 120 мм горит со
  скоростью 0,6 мм в минуту, скорость горения конструкции с сечением менее 120 мм — 0,7 мм в минуту.
• Конструктивные особенности материала. Цельные материалы горят быстрее, чем сложные конструкции, изготавливаемые методом склейки. Это происходит
  за счёт термостойкости клеевых составов. Скорость горения клееной древесины 0,7 мм/мин, цельной — 1 мм/мин.
• Расположение отдельных элементов деревянных конструкций по отношению друг к другу. Например, если конструкции находятся параллельно друг
  другу, с небольшим зазором, то происходит их взаимный разогрев с усилением воздушной тяги. Пример такого расположения — стропила и обрешётка кровли.

Конструктивные меры защиты. Для увеличения огнестойкости при проектировании сокращают количество конструкций с параллельно расположенными
деревянными элементами и пустотами между ними.

Облицовка дерева. Для неё используют асбестоцементный шифер, гипсокартон, материалы из фольги, базальтовую вату. Например, асбестоцементный
плоский лист толщиной 10-12 мм увеличивает время до воспламенения древесины до 15-20 минут. А слой базальтовой ваты толщиной 70 мм — до 35 минут.

Оштукатуривание. Слой штукатурки толщиной 2 см повышает предел огнестойкости деревянной конструкции до R 60.

Использование огнезащитных составов — специальных растворов, защищающих деревянные конструкции от огня. Их разделяют на две группы:

• Первой степени огнестойкости. Огнезащитные составы, относящиеся к этой группе, делают дерево трудносгораемым. Предел сопротивляемости
  деревянных конструкций после такой обработки — 150 минут.
• Второй степени огнестойкости. Это растворы, которые делают деревянные конструкции трудновоспламеняемыми. Они повышают предел огнестойкости до 90 минут.

Также огнезащитные составы можно разделить на:

• Огнезащитные пропитки. Чаще всего водные растворы солей (антипиренов), которые проникают в верхние слои древесины и образуют защитный слой.
• Плёнкообразующие средства. К ним относят специальные лаки, краски и эмали. Они создают защитный экран по всей поверхности деревянной конструкции.
  Краски бывают вспучивающиеся и невспучивающиеся. Вспучивающиеся средства работают следующим образом: на поверхность наносят специальный состав, под воздействием
  огня он вспенивается и образует толстый теплоизоляционный слой.

Деревянные конструкции хорошо горят и обладают не самым большим показателем огнестойкости, но, благодаря различным средствам: штукатурке, огнезащитным составам и
облицовке, можно заметно повысить огнестойкость дерева.

Огнестойкость кирпичных конструкций

Из кирпича чаще всего делают межкомнатные перегородки и наружные стены дома.

Пределы огнестойкости кирпичных строительных конструкций зависят от вида кирпича, из которого они сделаны.

• Белый силикатный кирпич. На 90% состоит из кварцевого песка, на 10% — негашеной извести. При температуре 600 °C предел огнестойкости такого
  кирпича — 2,5 часа. Нагрев материала до 300 °C приводит к возрастанию прочности, при 700 °C она снижается до 50%.

• Красный глиняный кирпич. Отличается высокой прочностью, плотностью и звукоизоляционными характеристиками. При пожаре такой кирпич не горит и не
  поддаётся разрушению, разве что на поверхности могут появиться трещины и небольшие отслоения. Такой кирпич выдерживает температуру до 900 °C в течение 5 часов.

• Шамотный кирпич. Такой кирпич на 70% состоит из шамота (огнеупорной глины), остальную долю составляют графитный порошок и кварцевые зёрна. В итоге получается материал,
  устойчивый к температуре до 1200 – 1600 °C. Шамотный кирпич используют при сооружении печей, каминов и дымоходов.

• Клинкерный кирпич. Производится из специальной тугоплавкой глины, которую в процессе изготовления кирпича обжигают при температуре до 1200 °C.
  Готовый клинкер не разрушается под воздействием температуры до 1800 °C.

Для повышения степени огнестойкости строительных кирпичных конструкций используют следующие способы:

• увеличивают толщину конструкции из кирпича;
• облицовывают поверхность теплоизолирующими материалами;
• наносят на неё огнезащитные лаки, краски, пропитки;
• оштукатуривают и бетонируют поверхности.

Кирпичные конструкции обладают высокой огнестойкостью, которая варьируется от материала, из которого сделаны кирпичи.
Самой низкой огнестойкостью обладают белые силикатные кирпичи, самой высокой — шамотные и клинкерные, средние показатели у красных глиняных кирпичей.

Огнестойкость конструкций из пенобетона

Из пенобетона делают перекрытия, стены и перегородки в доме. Он обладает пористой структурой и состоит из песка, воды, цемента, армирующей фибры и пенообразователя.
Благодаря такому составу, пенобетон не горит и противодействует распространению пожара.

Время огнестойкости строительных конструкций из пенобетона зависит от толщины материала. Например, огнестойкость стены толщиной 75 мм — REI 120, то есть 2 часа
безопасного сдерживания пламени. Огнестойкость при толщине стены 175 мм — 4-5 часов.

Чтобы повысить огнестойкость стены из пенобетона, её нужно правильно установить:

• При монтировании перегородки следует отказаться от цемента, потому что при повышенной температуре он расширяется, и это может привести к трещинам и отслоениям
  на пеноблоке. Вместо цементного раствора используйте клей на основе самого пенобетона. Единая структура клея и блоков во много раз усилит огнестойкость конструкции.
• Ограничьте нагрузки на стены из пенобетона. Для этого не монтируйте стены вплотную к потолочным перекрытиям. Со временем они могут просесть, надавить на стены,
  в результате чего они могут треснуть. Чтобы заполнить верхний шов стен из пеноблока, используйте термостойкий герметик.

Таким образом, пенобетон обладает хорошими показателями огнестойкости. При этом чем толще стена из пенобетона, тем лучше она сопротивляется воздействию огня.

Огнестойкость конструкций из газобетона

Газобетон — один из самых прочных и долговечных материалов. В его основе — натуральный камень, поэтому газобетонные блоки не горят, не тлеют и не распространяют дым.
Песок и зольные добавки в его составе не только не поддерживают, но и препятствуют горению.

Предел огнестойкости строительных конструкций из газобетонных блоков по времени зависит от их размеров. Например, если толщина стены из газобетона равна 100 мм,
то предел огнестойкости — REI 180.  Степень огнестойкости такой же стены, но толщиной 200 мм — REI 240. Предельная температура для разрушения такого материала — 900 °C.

В итоге огнестойкость у газоблока в пять раз выше, чему у обычного бетона, и в полтора раза выше, чем у пенобетона. Из газобетона строят противопожарные стены и
специальные защитные конструкции.

Огнестойкость теплоизоляции

Для теплоизоляции дома лучше всего подойдёт минеральная вата. Её используют для утепления стен, перекрытий и кровли. Минвата обладает высокими тепло- и
звукоизоляционными характеристиками, а также такими достоинствами, как универсальность, долговечность и высокая огнестойкость.

В зависимости от материала, из которого изготовлена минеральная вата, она бывает трёх видов:

• Шлаковая вата. Сырьём для такой ваты служат производственные отходы. Она менее огнестойка, чем другие утеплители. Шлаковая вата не горит, но начинает
  плавиться и спекаться при температуре 250 °С.
• Кварцевая вата. Она состоит из длинных эластичных волокон, произведённых из кварцевого песка, извести и плавленого стекла. Она не воспламеняется и не
  поддерживает горение, только спекается при температуре 550 °С.
• Базальтовая вата. Её получают из продуктов расплава вулканических пород. Именно она обладает наиболее высокими показателями огнестойкости. Каменная вата
  не горит, а плавится только при температурах более 1100 °С. Она может выступать в качестве огнезащиты в течение 240 мин.

Итог

Предел огнестойкости строительных конструкций — это время, за которое стены, перегородки и перекрытия из определённых материалов должны сохранять
свою целостность, несущую способность, теплоизоляционные свойства.

У каждого строительного материала есть свои предельные значения огнестойкости. Самыми низкими показателями обладает дерево — R30-R45. Его огнестойкость
можно повысить за счёт облицовки, штукатурки, обработки огнезащитными растворами.

Огнестойкость кирпичных конструкций зависит от того, из какого кирпича сделана конструкция. Самыми огнестойкими считаются клинкерные и шамотные кирпичи.

Лучшие показатели огнестойкости у пенобетона (REI 120- REI 240) и газобетона (REI 180-REI 240). При этом стоит учитывать толщину строительных конструкций.

В качестве утеплителя советуем использовать базальтовую вату, так как она не горит и может выступать в роли огнезащиты.

Определение степени огнестойкости зданий и сооружений

Правила пожарной безопасности регулируются правительством РФ, а одним из главных технических параметров какого-либо сооружения является огнестойкость здания. Но как определить степень огнестойкости здания? Какие технические параметры используются для расчета огнестойкости? И какие законы регулируют правила пожарной безопасности? Ниже эти вопросы будут рассмотрены.

Законодательный регламент

ФЗ-123 «Требования пожарной безопасности».

СНиП 21-01-97 «Пожарная безопасность».

Некоторые дополнительные правила СНиП в зависимости от типа строения (например, в случае производственных сооружений применяются нормы СНиП 31-03-2001).

Что такое огнестойкость здания?

Огнестойкостью здания называют способность строения сохранять свои технические свойства под действием высоких температур. На огнестойкость какого-либо строения влияют такие параметры, как наличие теплоизоляции, способность опорных конструкций сохранять устойчивость под действием высоких температур, устойчивость тех или иных технических элементов строения к огню и так далее.

Огнестойкость строений регулируется на законодательном уровне, а основными законами являются ФЗ-123, СНиП 21-01-97 и некоторые другие законы. 

Эти законы гласят, что каждое строение имеет два параметра, которые касаются вопроса пожарной безопасности:

• Первый параметр называют общей пожаробезопасностью. Этот параметр отражает прочность здания, а также указывает на наличие в помещении различных взрывоопасных предметов. При этом обратите внимание, что пожаробезопасность рассчитывается отдельно для изолированных помещений (вспомогательный параметр K) и для лестниц (вспомогательный параметр C).
• Второй параметр называют степенью огнестойкости. Этот параметр отражает время, в течение которого то или иное строение может сохранять свои эксплуатационные характеристики в случае возникновения пожара. Также этот параметр отражает наличие в здании различных предметов, которые могут детонировать во время пожара. При расчете степени огнестойкости учитывается параметр пожаробезопасности.
• Также в качестве вспомогательного параметра может использоваться оценка огнестойкости материалов и веществ, которые находятся в той или иной комнате.

Оценка огнестойкости материалов

Если в помещении имеются различные взрывоопасные или горючие вещества, то их наличие должно учитываться при оценке пожаростойкости здания. При этом все помещения разбиваются на 5 классов в зависимости от того, какие именно опасные объекты есть в помещении. Обратите внимание, что этот параметр является вспомогательным, поэтому в ряде случаев его не применяют при оценке общей пожаростойкости:

Классы пожаробезопасности

Также существует два параметра, которые отражают пожаробезопасность строения (параметр K) и лестничных площадок (параметр C) в здании. Эти параметры являются основными, поскольку они напрямую влияют на общую огнестойкость строения. Ниже мы рассмотрим эти параметры более подробно.

Параметр K

Этот показатель отражает общую безопасность строения (самое большое значение имеют физические свойства несущих опор, наличие опасных веществ в строении и так далее). Каждому зданию присваивается одно из четырех значений, которое соответствует реальному положению дел.

Параметр C

Этот показатель отражает пожаробезопасность лестничных площадок, несущих конструкций, стен и различных перегородок в строении. Во время оценки пожаробезопасности строению присваивается одно из четырех значений, которое отражает реальное состояние здания.

Общая огнестойкость

Также любому строению присваивается степень огнестойкости в зависимости от того, из каких материалов сделан дом. Этот параметр отражает то, как долго здание может сохранять свои свойства в случае пожара. 

Всего существует 5 основных и 3 дополнительных класса огнестойкости:

Тестовый метод оценки огнестойкости

На завершающем этапе строительства строители обязаны подготовить паспорт объекта. В этот документ вносятся сведения о классе огнестойкости строения, а после сдачи здания в эксплуатацию паспорт передаются хозяину недвижимости. Однако в ряде случаев требуется дополнительно провести оценку огнестойкости. 

Сделать это можно с помощью тестовой методики оценки огнестойкости:

• Сперва нужно подготовиться к проведению всех необходимых тестов. Для этого нужно собрать все необходимые документы на строение (паспорт строения, архитектурный план и так далее).
• Теперь необходимо обратиться в Пожарную службу, чтобы оформить запрос на прохождение всех необходимых тестов. При этом обратите внимание, что Пожарная служба может выносить различные встречные требования (например, в некоторых случаях пожарные могут потребовать, чтобы вы рядом со строением поставили специальную печь, которая будет имитировать пожар во время тестов).
• В назначенное время сотрудники Пожарной службы должны посетить ваше строение, чтобы провести все необходимые тесты. Тестирование проводится в соответствии с требованиями СНиП в зависимости от типа здания (например, в случае производственных зданий применяются нормы СНиП 31-03-2001). Во время тестов пожарники фактически создают искусственный пожар, который полностью контролируется пожарной бригадой.
• В результате прохождения теста составляется специальный акт, который присваивает строению тот или иной класс огнестойкости.

Несколько примеров

Класс огнестойкости строения должен соответствовать типу здания, а нормы огнестойкости для тех или иных строений указаны в соответствующих документах СНиП. За нарушение этих требований предусмотрена административная и уголовная ответственность (в некоторых случаях). 

Давайте рассмотрим несколько примеров:

• Больница. Если больничное строение высокое (более 10 метров), то в таком случае будут действовать такие нормы согласно СНиП: класс огнестойкости — I или II, а конструктивная безопасность — только C0. По факту это значит, что строение должно быть выполнено из бетонных, железобетонных или каменных плит, а лестничные площадки и несущие конструкции должны быть в идеальном состоянии. В случае же невысоких больниц (до 10 метров) сохраняется требования относительно класс огнестойкости, но допускается снижение конструктивной безопасности до C1 (так как больница не слишком большая, то предполагается, что все люди будут оперативно эвакуированы до момента деформации несущих элементов, поэтому допускается смягчение требования относительно состояния несущих элементов).
• Детский сад. Нормативные документы СНиП утверждают, что для небольших детских садиков на 40-50 мест действуют следующие требования: класс огнестойкости — III и выше, степень пожарной опасности перекрытий — только C0. Фактически это значит, что детский садик должен быть сделан из бетонных, железных и стальных плит (при этом допускаются небольшие деревянные перекрытия), а лестничные пролеты находятся в идеальном состоянии. При этом обратите внимание, что для крупных детских садиков на 150-200 мест действуют более строгие ограничения (класс огнестойкости — I или II).

Заключение

Подведем итоги. Все строения обладают разной огнестойкостью, а любое сооружение может быть отнесено к 1 из 8 классов огнестойкости в зависимости от того, из каких материалов выполнено строение. При оценке огнестойкости также учитываются некоторые вспомогательные параметры (состояние несущих конструкций, состояние лестничных клеток, наличие в помещении различных взрывоопасных материалов и так далее). Строение должно соответствовать своему классу огнестойкости, а за нарушение этого правила предусмотрено государственное наказание.

Услуги от квалифицированных специалистов

Компания Интеллект безопасность предлагает услуги по огнезащитной обработке зданий и сооружений. Также обработка конструкций из дерева и металла. Подробности можно узнать в разделе нашего сайта — услуги, или по телефону: +7 (495) 249-48-83

Огнестойкие строительные материалы | Главная Путеводители

Автор: Эмили Бич

Строительные материалы не являются полностью пожаробезопасными, однако строительство с использованием пожаробезопасных материалов может повысить устойчивость к теплу и пламени во время пожара. Эта огнестойкость может замедлить распространение огня, уменьшить материальный ущерб и дать дополнительное время для эвакуации. От кровли до окон и конструкции самого здания — выбор пожаробезопасных материалов может помочь защитить вашу собственность и вашу семью.

Рейтинги пожаробезопасности материалов

1. Огнестойкие строительные материалы часто имеют рейтинг, основанный на классификациях, разработанных Американским обществом испытаний и материалов. ASTM присваивает рейтинги или классы пожарной безопасности материалам на основе их индекса распространения пламени (FSI). Материалы класса А обеспечивают самый высокий уровень огнестойкости и имеют FSI от 0 до 25. Чем ниже рейтинг FSI материала, тем лучше он приспособлен для сопротивления или замедления распространения пламени. Материалы класса B имеют FSI от 26 до 75, а материалы класса C имеют FSI от 76 до 200. В то время как каждый муниципалитет определяет, какой уровень пожарной безопасности требуется для различных применений, для большинства лестниц, коридоров и других путей эвакуации требуется класс A. или рейтинг B, в то время как материалы класса C обычно предназначены для внутренней отделки и путей эвакуации или для зон, оборудованных спринклерными системами.

   Как правило, большинство отечественных пиломатериалов имеют FSI от 90 до 160, что относит их к категории класса C. Различные виды обработки могут привести пиломатериалы к категории класса А. Согласно This Old House, композитные пиломатериалы, обработанные под давлением пиломатериалы и огнестойкая древесина могут получить рейтинг класса А по пожарной безопасности.

Противопожарные сборки

1. Несмотря на то, что отдельные строительные материалы могут получать рейтинги пожарной безопасности, некоторые производители могут проводить испытания своей продукции независимыми сторонами, чтобы увидеть, как продукты противостоят огню в составе сборки. Например, неогнестойкие деревянные стойки, оснащенные неклассифицированным гипсокартоном, имеют рейтинг сборки 15 минут, что означает, что сборка может противостоять огню всего 15 минут. По данным Лаборатории лесных товаров Министерства сельского хозяйства США, стеновые конструкции, построенные из огнестойких шпилек и огнестойкого гипсокартона, могут выдерживать один или два часа, что позволяет им противостоять огню до двух часов. Эти рейтинги сборки действительны только в том случае, если вся сборка построена точно так же, как во время испытаний, с использованием тех же материалов и методов.

Структура здания и окна

1. Несмотря на то, что недорогой деревянный каркас представляет собой наиболее распространенный вариант строительства дома в США, традиционные дома с деревянным каркасом плохо выдерживают пожар. Согласно журналу Structure, бетон и кирпичная кладка обладают превосходной огнестойкостью по сравнению с деревом и даже превосходят конструкции со стальным каркасом. Чтобы повысить пожарную безопасность, выбирайте кирпичную, каменную кладку, сборные железобетонные панели или структурно-изолированные панели, также известные как SIP, а не деревянный каркас. Для обеспечения максимальной пожарной безопасности замените стандартные окна на стальные, оснащенные огнеупорным стеклом. Несмотря на дороговизну, это стекло имеет специальное покрытие, которое помогает отталкивать тепло. Если вы не хотите вкладывать средства в огнеупорное стекло, окна с двойным остеклением могут лучше противостоять теплу, чем окна с одинарным остеклением.

Кровля

1. Крыша является одним из наиболее уязвимых мест дома, когда дело доходит до пожаров, особенно лесных пожаров. Битумная битумная черепица из стекловолокна остается наиболее часто используемым вариантом кровли в США. При использовании в сочетании с пожаробезопасными подкладочными материалами эта черепица обеспечивает высокий уровень огнестойкости и получает рейтинг класса А, согласно This Old House. Для еще большей пожарной безопасности переключитесь на негорючий вариант кровли, такой как металлочерепица, глиняная черепица или шифер.

Противопожарные герметики

1. Несмотря на то, что огнестойкие строительные материалы могут иметь большое значение для повышения пожарной безопасности, дым, тепло и пламя по-прежнему могут проникать через эти материалы через щели и проходы. Чтобы максимизировать пожарную безопасность, добавьте огнезащитные материалы во все стыки или отверстия в стенах. Для больших площадей, таких как стыки между стенами и потолками в коридоре, выберите огнезащитный раствор на основе раствора или используйте огнезащитный герметик вокруг проходов в стенах и для заполнения небольших зазоров. Вспучивающиеся уплотнения могут помочь повысить пожарную безопасность под дверями или вокруг окон, а также могут использоваться в уязвимых местах, например, вокруг пластиковых труб. Во время пожара эти уплотнения расширяются, чтобы заполнить щели, оставленные расплавленными трубами, или закрыть щель под дверью, чтобы предотвратить передачу дыма или тепла.

Ссылки

• Лаборатория лесных товаров Министерства сельского хозяйства США: Пожарная безопасность деревянных конструкций
• Этот старый дом: Строительные материалы для огнестойкого дома
• Структура: Новый проект пожаробезопасного здания
• Совет по пожарной безопасности : Строительство для реконструкции или пожарной безопасности вашего дома

Автор биографии

Эмили Бич работает в сфере коммерческого строительства в Мэриленде. Она получила аккредитацию LEED от Совета по экологическому строительству США в 2008 году и сейчас работает над получением сертификата консультанта по архитектурному оборудованию от Института дверей и фурнитуры. Она получила степень бакалавра экономики и менеджмента в колледже Гучер в Таусоне, штат Мэриленд.

Классы огнестойкости строительных материалов — выживание в лесных пожарах

Автор статьи:
Стивен Л. Куорлз, старший научный сотрудник Института страхования бизнеса и безопасности дома, Ричбург, Южная Каролина

Введение

Если вы живете в Вы, вероятно, слышали или читали о терминах, описывающих материалы, которые рекомендуются для использования в вашем доме, чтобы улучшить его шансы на выживание при лесном пожаре. Эти материалы описываются с использованием таких терминов, как негорючий, негорючий, устойчивый к воспламенению, класс класса А и огнестойкий — термины, которые описывают относительную горючесть материалов. Иногда эти термины относятся к материалу (например, при замене сайдинга выберите огнестойкий материал ), а иногда они относятся к типу конструкции (например, ваш дом должен включать в себя огнестойкую конструкцию или вы должны использовать огнестойкие строительные технологии ). Вы объединяете негорючие, негорючие, огнестойкие и огнестойкие материалы в одну «хорошую» категорию или одно лучше другого? Должны ли все горючие материалы быть объединены в категорию «плохих» или есть способ оценить различия в ожидаемых характеристиках двух горючих материалов? Цель этой статьи — описать, как строительные нормы и правила определяют и используют эти термины, а также предоставить способы оценки различий между горючими материалами.

Определения

Строительные нормы и стандарты испытаний содержат определения некоторых терминов, обычно используемых для описания того, как данный материал или сборка будут вести себя при пожаре. Определенные термины включают:

• Горючие
• негорючий
• Огнестойкий или огнестойкий
• Огнестойкий

Горючие и негорючие относятся к характеристикам материала (например, дерева, штукатурки, стали). Огнестойкий может относиться к материалу или сборке (например, ко всем компонентам стены — сайдингу, изоляции и обшивке). Пример сборки крыши приведен на рисунке 1. Устойчивость к воспламенению может относиться к материалу или сборке (например, при обсуждении конструкции с защитой от воспламенения). Определения этих терминов были разработаны рядом групп и представлены в Приложении А.

Как используются термины

Горючие

Горючие материалы – это материалы, которые легко воспламеняются и горят. Горючими являются многие распространенные строительные материалы, в том числе древесина и древесно-пластиковые композитные и пластмассовые изделия (обычно используемые для настила и сайдинга). Разработан ряд тестов, оценивающих огнестойкость горючих материалов. Что касается лесных пожаров, то для характеристики относительной горючести различных материалов полезны два свойства: индекс распространения пламени и скорость выделения тепла.

Степень распространения пламени материала определяется путем воздействия на материал, помещенный в горизонтальный туннель, газовым пламенем (рис. 2). Горючий материал будет отнесен к классу A, классу B или классу C в зависимости от его характеристик в этом испытании. Материал, отнесенный к классу А, будет иметь более низкое распространение пламени и, следовательно, лучшие характеристики, чем материал класса С. Результаты испытаний на распространение пламени выражаются числовым рейтингом. Если числовое значение меньше 25, то присваивается индекс распространения пламени класса А. Числовые значения для класса B находятся в диапазоне от 25 до 75. Значения выше 75 попадают в категорию класса C. Большинство коммерческих пород древесины имеют индекс распространения пламени между 90 и 160 (Лаборатория лесных товаров, 1999 г. ).

Другой метод, используемый для сравнения горючести материалов, заключается в оценке скорости выделения тепла. Это можно сделать путем измерения потери массы (веса) горящего материала или путем измерения общей и/или скорости высвобождения энергии при горении материала. Показатели тепловыделения были опубликованы для обычных строительных материалов и являются одним из критериев, которым должны соответствовать некоторые материалы, чтобы соответствовать Главе 7A Строительного кодекса Калифорнии (CBC). В главе 7A представлены требования к новому строительству в районах Калифорнии, которые считаются подверженными лесным пожарам. Скорость выделения тепла материалом определяется путем сбора газов сгорания (кислорода, двуокиси углерода и угарного газа) в калориметре с истощением кислорода. Теплота сгорания на единицу массы потребленного кислорода почти постоянна для широкого круга материалов (Quintiere 19).98) и, следовательно, скорость тепловыделения материала (HHR) прямо пропорциональна скорости, с которой расходуется кислород при сгорании. Для измерения HRR узлов и секций более крупных компонентов их сжигают под большим колпаком, который связан с системой сбора воздуха (рис. 3). Скорость выделения тепла небольшими образцами можно измерить в меньшем калориметре, называемом конусным калориметром. Меньшие значения скорости тепловыделения отражают более низкую горючесть, чем большие значения. В главе 7A CBC указано максимальное чистое пиковое тепловыделение (не более) 25 кВт/фут2 [269].кВт/м2] для террасной доски. Для сравнения, HHR для большого куста можжевельника может достигать 1000 кВт. Изделия для настила, соответствующие CBC, можно найти в онлайн-документе, опубликованном Калифорнийским управлением государственного пожарного надзора (OSFM 2010).

Для характеристики горючих материалов использовались скорость распространения пламени и скорость тепловыделения материалов. Эта информация становится доступной для материалов, обычно используемых снаружи зданий, и используется для сравнения характеристик горючих строительных материалов. Диапазон числовых значений для распространения пламени класса C велик. Вы не будете знать, близко ли числовое значение продукта класса C, которое вы рассматриваете, к верхнему пределу класса B, равному 75, или намного выше. Информация о чистом пиковом уровне тепловыделения для продуктов для настила, соответствующих CBC, может использоваться, если продукт продается в Калифорнии и не классифицируется как негорючий. Однако, если у вас нет доступа к результатам отчета об испытаниях, вы будете знать только то, что скорость выделения тепла была менее 25 кВт/фут2 [269].кВт/м2].

Негорючий

Негорючий материал – это материал, который не способен воспламеняться при определенных условиях (ASTM E 176). Негорючесть можно оценить с помощью стандартного метода испытаний ASTM E-136, стандартного метода испытаний поведения материалов в вертикальной трубчатой ​​печи при 750°C. В испытании, описанном в ASTM E-136, используется печь, аналогичная показанной на рис. Рисунок 4. Испытание начинается с четырех образцов данного материала. Чтобы считаться негорючими, три из четырех повторных испытательных образцов должны соответствовать одному из следующих двух наборов критериев:

1. Если потеря веса образца во время испытания составляет 50% или менее, то

а. Зарегистрированная температура материала не более чем на 30°C (54°F) выше температуры, измеренной в испытательном приборе.

б. Образец не воспламеняется после первых 30 секунд испытания.

1. Если потеря веса образца при испытании превышает 50 %, то

а. Зарегистрированная температура материала не превышает температуру, измеренную в определенном месте испытательного прибора.

б. Во время испытания образец не воспламеняется.

Критерий № 2 предусмотрен для материалов, содержащих большое количество связанной воды или других газообразных компонентов, условие, которое не применяется к современным строительным материалам для наружного применения.

Критерий № 1 является наиболее полезным для характеристики строительных материалов. Обратите внимание, что материал, соответствующий этим критериям, может считаться негорючим, даже если может произойти некоторое ограниченное воспламенение. Условия, приведенные в критерии № 1, были основаны на исследованиях Сечкина (1952).

Устойчивость к воспламенению

В большинстве регионов Северной Америки термин «устойчивость к воспламенению» не определяется, поэтому для разных людей он может означать разные вещи. В Международном кодексе взаимодействия между дикой природой и городом Совета по международным нормам и в Строительных нормах Калифорнии устойчивые к воспламенению материалы определены как материалы, отвечающие минимальному рейтингу распространения пламени после того, как они подверглись определенному циклу влажно-высыхающего воздействия погодных условий. Горизонтальный туннель распространения пламени, использованный для испытания на огнестойкость, показан на рис. 2. Продолжительность испытания на «стойкость к воспламенению» составляет 30 минут по сравнению с 10-минутной продолжительностью, используемой для оценки распространения пламени. В Калифорнии материал с пометкой «стойкий к воспламенению» прошел 30-минутный тест. Примером устойчивого к воспламенению материала является древесина, пропитанная под давлением огнезащитным составом, предназначенным для использования на внешней стороне здания.

Древесина и изделия из древесины, которые классифицируются как материалы, устойчивые к воспламенению, были обработаны антипиреном, вероятно, с использованием цикла вакуум-давление. Ускоренный цикл выветривания используется для удаления легко выщелачиваемых антипиренов из продукта перед огневым испытанием.

Огнестойкий

Оценки огнестойкости и испытания обеспечивают руководство по вопросам пожарной безопасности. Они предназначены для оценки способности материала или сборки сдерживать пожар внутри отсека или здания или продолжать выполнять структурную функцию в случае (внутреннего) пожара (Beitel 19). 95). Например, рейтинги огнестойкости помогут определить, достаточно ли времени для данной конструкции здания, чтобы люди покинули горящее здание, прежде чем оно рухнет (Kruppa 1997).

Обычное испытание на огнестойкость для оценки огнестойкости стен использует большую вертикальную печь (рис. 5), чтобы подвергать стену воздействию лучистого тепла от газовых горелок. Продолжительность теста составляет от 20 минут до нескольких часов, в зависимости от желаемого рейтинга и тестируемого продукта или сборки. Температура внутри печи достигает около 1700°F (~925°C) в течение первого часа.

Гипсокартон часто используется для повышения огнестойкости стены. Как видно на рис. 6, на общей стене, примыкающей к этим двум зданиям, использован гипсокартон. Включение гипсокартона в стеновую систему является еще одним примером сборки. Использование гипсокартона при возведении наружных стеновых конструкций является одним из способов, которым некоторые горючие облицовочные материалы могут соответствовать требованиям для использования в районах, подверженных лесным пожарам.

Испытания, используемые для определения класса огнестойкости крыш, также предоставляют информацию об огнестойкости. В этом случае оценка класса A (высшая степень огнестойкости), B или C дает относительную информацию о способности кровельного покрытия и сборки сопротивляться проникновению огня в результате стандартного воздействия огня (ASTM E 108). ). Схема испытательного устройства, используемого для оценки проникновения пламени, показана на рисунке 7. Относительные размеры стандартных марок показаны на рисунке 8. Марки классов A и B больше, чем обычные размеры тлеющих углей (тлеющих головней), поднятых во время лесных пожаров. , но они обеспечивают постоянный и, возможно, консервативный источник огня, по которому можно оценить сопротивление кровельного покрытия проникновению огня в пространство под ним. Стандартное испытание крыши также оценивает распространение пламени по материалу и склонность покрытия (например, гонта) к образованию тлеющих углей.

Резюме

Различия в огнестойкости различных материалов можно оценить, сравнив рейтинги распространения пламени (класс А – наивысшее сопротивление, за которым следуют В и С) и скорость тепловыделения.

Негорючие материалы либо определены как таковые в строительных нормах, либо отвечают требованиям стандартных испытаний.

Материалы, устойчивые к воспламенению, прошли 30-минутное испытание на распространение пламени после ускоренного цикла атмосферных воздействий, состоящего из 12 недель попеременного воздействия влаги и высыхания. Материалы, устойчивые к воспламенению, являются горючими.

Огнестойкость обычно связана с конструкцией сборки и, следовательно, учитывает характеристики ряда материалов, которые будут включены в стену, пол или крышу. Внешний материал (то есть тот, который подвергается воздействию огня) может быть горючим, устойчивым к воспламенению или негорючим, поскольку вся сборка влияет на рейтинг. Несмотря на то, что рейтинги огнестойкости выражены во времени (например, 20 минут, один час, два часа), они представляют собой лишь относительную производительность (т. е. двухчасовая стена лучше, чем одночасовая, но они могут или не могут противостоять данному воздействию огня в течение этих периодов времени). Номинальная «одночасовая» стена использовалась как один из способов использования стены с горючим сайдингом в зоне, подверженной лесным пожарам. В то время как информация о огнестойкости может использоваться для оценки способности сопротивляться проникновению пламени в здание, она не обязательно дает информацию о распространении пламени. Это особенно верно, поскольку этот тип конструкции используется только тогда, когда в качестве самого внешнего материала используется горючий сайдинг.

Учитывая использование этих терминов, вы можете ранжировать ожидаемые характеристики строительных материалов следующим образом:

Негорючие – Наилучшие характеристики как по распространению пламени, так и по проникновению.

Огнестойкость – Огнестойкая конструкция – Для получения информации о распространении пламени полагайтесь на класс сборки по устойчивости к проникновению огня и внешний материал (т. е. тот, который будет подвергаться воздействию огня).

Устойчивость к воспламенению – Предоставляет информацию о распространении пламени. Можно ожидать, что материалы с этой классификацией будут работать лучше, чем горючие материалы, но не так хорошо, как негорючие.

Горючие материалы — материалы с этой классификацией не будут работать так же хорошо, как другие, описанные в этой статье, при сопоставимом воздействии огня.

Цитированная литература

Американское общество испытаний и материалов. 2007. Стандартные методы испытаний кровельных покрытий на огнестойкость. Обозначение ASTM E-108, Vol. 4-07. Западный Коншохокен, Пенсильвания. стр. 576-588.

Американское общество испытаний и материалов. 2007. Стандартная терминология стандартов пожарной безопасности. Обозначение ASTM E-176, Vol. 4-07. Западный Коншохокен, Пенсильвания. стр. 631-650.

Американское общество испытаний и материалов. 2007. Стандартная практика ускоренного выветривания древесины, обработанной антипиреном, для испытаний на огнестойкость, обозначение ASTM D-2898, Vol. 4-10. Западный Коншохокен, Пенсильвания. стр. 392-394.

Американское общество испытаний и материалов. 2007. Стандартный метод испытаний поведения материалов в вертикальной трубчатой ​​печи при 750°C, обозначение ASTM E-136, Vol. 4-07. Западный Коншохокен, Пенсильвания. стр. 611-620.

Американское общество испытаний и материалов. 2007. Стандартный метод испытаний характеристик поверхностного горения строительных материалов, обозначение ASTM E-84, Vol. 4-07. Западный Коншохокен, Пенсильвания. стр. 555-575.

Бейтель, Дж.Дж. 1995. Текущие споры об испытаниях на огнестойкость. В: Стандарты пожарной безопасности на международном рынке, под ред. AF Grand, ASTM STP 1163, Филадельфия, Пенсильвания. стр. 89-99.

Строительный кодекс Калифорнии. 2007. Калифорнийский свод правил, раздел 24, часть 2, том 1 из 2. На основании Международного строительного кодекса

Управления пожарной охраны штата Калифорния от 2006 года. 2010. Справочник по продуктам WUI. http://osfm.fire.ca.gov/strucfireengineer/pdf/bml/wuiproducts. pdf

Лаборатория лесных товаров, 1999. Справочник по древесине: Древесина как конструкционный материал. ГТР-113. Лаборатория лесных товаров Лесной службы Министерства сельского хозяйства США, Мэдисон, Висконсин. 463 стр.

Круппа, Дж. 1997. Нормы огнестойкости, основанные на характеристиках: первая попытка Еврокодов. В: Труды Международной конференции по эксплуатационным нормам и методам проектирования пожарной безопасности 1996 г., под ред. Д. Питер Лунд. Общество инженеров противопожарной защиты, Бостон, Массачусетс, стр. 217-228.

Qunitiere, J.G. 1998. Принципы поведения при пожаре. Издательство Delmar, Олбани, Нью-Йорк. 258 стр.

Сечкин Н.П. 1952. Испытания на горючесть 47 образцов материалов ASTM, Национальное бюро стандартов (NBS), проект 1002-43-1029, отчет 1454, 6 февраля 1052 г., Вашингтон, округ Колумбия В Кодексе городских интерфейсов дикой природы, опубликованном Международным советом по нормам (2009 г.), используются следующие определения:

Огнестойкая конструкция — использование материалов и систем при проектировании и строительстве здания или конструкции для защиты от распространения пожара в здании или сооружении, а также распространение огня на здания или сооружения или из них в зону сопряжения между дикой местностью и городом.

Индекс распространения пламени – сравнительный показатель, выраженный в виде безразмерного числа, полученный в результате визуальных измерений распространения пламени в зависимости от времени для материала, испытанного в соответствии с ASTM E-84.

Устойчивый к воспламенению строительный материал – тип строительного материала, который достаточно устойчив к воспламенению или устойчивому пламенному горению, чтобы уменьшить потери от лесных пожаров на границе городской среды при наихудших погодных условиях и топливных условиях с воздействием лесных пожаров от горящих углей и небольшого пламени, как предписано в Разделе 503 [Примечание автора: Раздел 503 описывает расширенное (30-минутное) стандартное испытание E-84 Американского общества испытаний и материалов (ASTM) на распространение пламени, которое проводится после того, как испытуемый материал подвергается ускоренной процедуре выветривания, определенной в стандарте ASTM D-2898. Процедура выветривания включает смачивание, сушку и воздействие ультрафиолета. ]

Огнестойкая конструкция – Нормы устанавливают ряд требований к различным элементам здания в зависимости от ожидаемой пожарной опасности – Класс 1 (экстремальный), 2 (высокий ) или 3 (умеренный).

Негорючий – Применительно к строительным строительным материалам означает материал, который в той форме, в которой он используется, является одним из следующих:

1. Материалы, ни одна часть которых не воспламеняется и не горит при воздействии огня. Любой материал, соответствующий стандарту ASTM E 136, считается негорючим по смыслу настоящего раздела.
2. Материалы, имеющие конструкционную основу из негорючего материала, как определено в пункте 1 выше, с поверхностным материалом толщиной не более ⅛ дюйма (3,2 мм), который имеет индекс распространения пламени 50 или менее. Индекс распространения пламени, используемый здесь, относится к индексу распространения пламени, полученному в соответствии с испытаниями, проведенными в соответствии со стандартом ASTM E 84 или стандартом 723 Лаборатории андеррайтеров (UL)

.

Негорючее кровельное покрытие. Один из следующих:

1. Цементная черепица или листы.
2. Крыша из открытых бетонных плит.
3. Черепица или листы из черных или медных металлов.
4. Сланцевая черепица.
5. Глиняная или бетонная черепица.
6. Утвержденное кровельное покрытие из негорючего материала.

Национальная ассоциация противопожарной защиты

Стандарт Национальной ассоциации противопожарной защиты (NFPA) 1144 «Стандарт по снижению опасности воспламенения конструкций от диких пожаров» (2008 г.) дает аналогичные определения для этих терминов, в том числе:

Огнестойкий – конструкция, обеспечивающая достаточную защиту от огня.

Материал, устойчивый к воспламенению – Любой продукт, предназначенный для наружного воздействия, который при испытании в соответствии с применимыми стандартами имеет распространение пламени не более 25, не показывает признаков прогрессирующего горения и фронт пламени которого не распространяется более чем на 10 ½ футов (3,2 м) за осевой линией горелки в любой момент во время испытания.

Негорючий – Любой материал, который в той форме, в которой он используется, и при ожидаемых условиях не воспламеняется и не горит, а также не выделяет заметного тепла в окружающий огонь.

Строительные нормы и правила Калифорнии

Глава 7A Строительного кодекса Калифорнии дает некоторые определения этих терминов.

Из 704A.2 Материал, стойкий к воспламенению. Огнестойкий материал должен определяться в соответствии с процедурами испытаний, изложенными в СФМ 12-7А-5 «Невоспламеняющийся материал» или в соответствии с настоящим разделом.

Примечание автора: Калифорнийское управление государственного пожарного надзора Стандарт 12-7A-5 относится к стандартным методам испытаний ASTM E-84 и ASTM D-289.8. Этот раздел строительных норм и правил совпадает с определением, используемым Советом по международным нормам.

Негорючий [Раздел 202 Строительного кодекса Калифорнии] – материал, который в форме, в которой он используется, является одним из следующих:

1. Материал, ни одна часть которого не воспламеняется и не горит при воздействии огня . Любой материал, отвечающий требованиям ASTM E 136, считается негорючим.
2. Материал, имеющий структурную основу из негорючего материала, как определено в № 1, с поверхностным материалом толщиной не более 1/8 дюйма (3,2 мм), который имеет рейтинг распространения пламени 50 или менее.

704A.3 Альтернативные методы определения материала, устойчивого к воспламенению. Любое из следующего должно быть признано соответствующим определению материала, устойчивого к воспламенению:

1. Негорючий материал. Материал, который соответствует определению негорючих материалов в разделе 202

.

2. Древесина, обработанная антипиреном. Древесина, обработанная антипиреном, предназначена для наружного использования и соответствует требованиям раздела 2303.2.
3. Деревянная черепица и щебень, обработанные огнезащитным составом. Огнестойкая деревянная черепица и щебень, как определено в разделе 1505.6 и внесены в список Государственного пожарного надзора для использования в качестве кровельного покрытия «Класса B», должны быть приняты в качестве огнеупорного стенового покрытия при установке поверх твердой обшивки.