Пожарозащита
Ежедневно вследствие пожаров наносится значительный ущерб народному хозяйству. Еще тяжелее потеря жизней и здоровья людей. Забота о безопасности людей и сохранении материальных ценностей, производств и рабочих мест привела к изданию большого числа законов, предписаний и условий по пожарозащите.
Предписания строительного права содержат поэтому требования по технике пожарозащиты, а также по строительным материалам, изделиям и конструкциям, используемым на стройплощадке. Они подразделяются согласно DIN 4108 «Поведение при пожаре различных строительных материалов и конструкций» на классы строительных материалов или классы огнестойкости и согласно DIN EN 13501-1 на евроклассы строительной продукции. Строительные конструкции, как правило, изготавливаются из нескольких строительных материалов.
Поведение строительных материалов при пожаре
Строительные материалы в зависимости от их вида ведут себя по-разному при воздействии огня. Согласно DIN 4108 различают строительные материалы класса А - несгораемые и класса В — сгораемые. В DIN EN 1301-1, напротив, имеются главные классы от А до F и подклассы по дымообразованию s1 (малое), s2 (среднее) и s3 (высокое), а также по образованию горящих капель или сколов материала d0 (отсутствует), dl (малое), d2 (сильное) (табл. 1).
Пример: B-s2, dl: трудновозгораемый, дымообразование среднее, образование горящих капель малое.
| Таблица 1. Классы строительных материалов по DIN 4108, евроклассы строительной продукции по DIN EN 13501-1 | ||||||
| Класс стройматериала | Наименование по терминологии стройнадзора | Примеры | Главные классы | Подклассы | ||
| А | Несгораемые стройматериалы | А1 | А1 | |||
| А1 | Без горючих составляющих | Гипс, известь, цемент, камни, бетон, стекло, бетонные волокнистые плиты, чугун, сталь | ||||
| С горючими составляющими частями (< 1%) | Определенные минераловолокнистые огнезащитные плиты, фибросиликатные плиты | |||||
| А2 | С горючими составляющими частями | Гипсокартонные плиты с закрытой поверхностью (GKF), минераловопокнистые изделия со знаком согласования | А2 | A2-s1,d0 A2-s2,d0 A2-s3,d0 |
A2-s1,d1 A2-s2,d1 A2-s3,d1 |
A2-s1,d2 A2-s2,d2 A2-s3,d2 |
| В | Горючие материалы | |||||
| В1 | Tрудновоспламеняемые материалы | Гипсокартонные плиты с перфорированной поверхностью, древесно-волокнистые легкие строительные плиты, трудновозгораемые стружечные плиты, определенные синтетические пенопласты, определенные изделия из ПВХ, дубовый паркет, стяжки из литого асфальта | В | B-s1,d0 B-s2,d0 В-s3,d0 |
B-s1,d1 B-s2,d1 В-s3,d1 |
B-s1,d2 B-s2,d2 B-s3,d2 |
| С | C-s1,d0 C-s2,d0 С-s3,d0 |
C-s1,d1 C-s2,d1 С-s3,d1 |
C-s1,d2 C-s2,d2 C-s3,d2 |
|||
| В2 | Нормально воспламеняемые материалы | Дерево и деревосодержащие материалы р ≥ 400 кг/м3 и кровельный нормируемый рубероид толщиной свыше 2 мм, а также одежда пола из ПВХ | D | D-s1,d0 D-s2,d0 D-s3,d0 |
D-s1,d1 D-s2,d1 D-s3,d1 |
D-s1,d2 D-s2,d2 D-s3.d2 |
| Е | E-d2 | |||||
| В3 | Легко воспламеняемые строительные материалы | Бумага, древесный войлок, дерево толщиной до 2 мм | F | Никаких подклассов не установлено | ||
Поведение конструкций при пожаре
Строительные конструкции по их поведению при пожаре подразделяются на классы огнестойкости. Различают классы огнестойкости F для стен, перекрытий, главных балок и лестниц, W для ненесущих наружных стен, подоконных частей и парапетов, а также Т для дверей, клапанов, рольставен и ворот. Для каждой конструкции получен предел огнестойкости в часах путем пожарных испытаний (табл. 2). Класс огнестойкости F и W содержат также данные о классе стройматериала.
Пример: класс огнестойкости F 120 В для стены означает, что она состоит из горючих строительных материалов и до появления огня на противоположной пожару стороне должно пройти 120 минут.
| Таблица 2. Классы огнестойкости пo DIN 4102 | ||||
| Классы огнестойкости для | Названия по терминологии стройнадзора согласно земельному строительному законодательству | |||
| Огнестойкость в минутах | Стен, перекрытий, колонн, прогонов, лестниц | Ненесущих наружных стен, подоконных частей, парапетов | Огнезащитные заграждения (двери, ворота, клапаны, рольставни) | |
| ≥ 30 | F30 | W30 | Т30 | Огнесдерживающие |
| ≥ 60 | F60 | W60 | Т60 | - |
| ≥ 90 | F90 | W90 | Т90 | Огнестойкие |
| ≥ 120 | F120 | W120 | Т120 | - |
| ≥ 180 | F180 | W180 | Т180 | - |
Пожарозащитные мероприятия для строительных конструкций
Для защиты строительных конструкций здания от пожара необходимо принимать в основном строительные меры. Они зависят от:
Пожарозащитные мероприятия для конструкций из стали
Сталь, по своему поведению во время пожара, относится к классу несгораемых материалов (класс строительных материалов А1). В случае пожара сталь очень сильно расширяется и теряет, вследствие своей высокой теплопроводности, при температурах около 500 °С в течение короткого времени свою статическую прочность. Это может привести без каких-либо предварительных сигналов к обрушению сооружения. Важные конструкции из стали, как, например, колонны, балки перекрытий и фермы покрытия, должны поэтому защищаться от огня с помощью особых мероприятий. Стальные конструкции могут защищаться от огня с помощью прямой пожарозащиты (одежды конструкций, например путем обетони-рования) или с помощью косвенной пожарозащиты (устройство подвесного потолка).
Прямая пожарозащита достигается:
Покрытие конструкции одеждой, соответствующей профилю конструкции, зависит от вида защитного материала и от требуемого класса огнестойкости конструкции (рис. 1).
Рис. 1 Примеры прямой пожарозащиты стальных колонн
Косвенная пожарозащита, в основном перекрытий и покрытий, достигается с помощью
Присоединения подвесных потолков к граничащим с ними стенам должны быть плотными. Необходимые теплозащитные слои в пространстве между перекрытием (покрытием) и подвесным потолком должны быть выполнены из материалов класса А.
Пожарозащитные мероприятия для конструкций из железобетона
Также как и сталь, бетон относится к несгораемым материалам. Поэтому сопротивляемость конструкций из железобетона воздействию огня очень высока. Она тем выше, чем выше класс прочности бетона и чем больше сечение конструкции. Вследствие чувствительности к температуре стальной арматуры и закладных деталей, которые при температуре около 500 °С теряют прочность на растяжение, необходимо следить за достаточной величиной защитного слоя бетона. Она составляет согласно DIN 1045 в зависимости от условий окружающей среды от 2 см до 5 см. Если защитный слой бетона имеет толщину более 5 см, то его необходимо снабдить защитной арматурой для того, чтобы предотвратить откалывание бетона. Время сопротивления воздействию огня конструкции может быть повышено применением известесодержащих добавок с малым температурным расширением. В случае армированного легкого бетона арматура защищается от сильного нагрева, так как воздушные поры в легком заполнителе уменьшают теплопроводность этого материала. Как и другие строительные материалы, железобетон в особых случаях может защищаться от воздействия пожара с помощью одежды, с помощью теплоизоляционных штукатурок (максимум толщиной 30 мм), а также с помощью подвесных облицовок.
Пожарозащитные мероприятия для строительных конструкций из дерева
Дерево, в противоположность стали или железобетону, является сгораемым материалом. Оно обугливается на своей поверхности при воздействии пожара. Этот слой древесного угля на внешних зонах конструкций образует защитный слой, который сильно замедляет дальнейшее сгорание дерева. Для того чтобы ограничить воспламенение дерева и дальнейшее распространение огня, можно проводить предупредительные пожарозащитные мероприятия. К ним относятся в основном строительные и химические мероприятия.
Строительные мероприятия, это, например, применение свободных от трещин деревянных деталей с, по возможности, большим сечением, по возможности более гладкой поверхностью и закругленными ребрами и углами. Плоскостные строительные конструкции должны быть по возможности большеформатными и состоять из трудновоспламеняемых фанерных или стружечных плит. Горизонтально установленные элементы деревянной облицовки создают для огня большее сопротивление, чем вертикально установленные элементы облицовки. Кроме того, деревянные конструкции могут быть покрыты несгораемыми материалами, такими, как штукатурка, гипсовые плиты, гипсокартонные плиты или фибросиликатные плиты. Деревянные балочные перекрытия и покрытия могут быть защищены подвесными потолками (рис. 2). Деревянные конструктивные элементы должны иметь, согласно DIN 18160, минимальное расстояние от дымовых труб, равное 5 см.
Рис. 2. Примеры косвенной пожарозащиты перекрытий и покрытий
С помощью химических мероприятий достигается трудновозгораемость дерева. Для этого применяются огнезащитные соли и огнезащитные средства, образующие вспененный слой вокруг конструкции.
Огнезащитные соли состоят в основном из фосфатов и сульфата аммония как разбавителя. Они применяются для пропитки древесины жидким раствором автоклавным методом. Огнезащитные соли (антипирены) плавятся при воздействии высокой температуры. При этом тепло оттягивается от древесины и на поверхности древесины образуется оплавленный слой. Кроме того, в случае пожара эти вещества выделяют газы, не поддерживающие горение, и способствуют быстрому образованию обугленного защитного слоя.
Тогда как огнезащитные соли защищают дерево от огня изнутри, пенообразующие огнезащитные средства действуют на поверхности древесины. Эти пенообразователи наносятся в виде бесцветного или пигментированного слоя. При прямом воздействии огня или при воздействии температуры около 200 °С вследствие разложения этого слоя на поверхности древесины образуется слой трудновозгораемой пены толщиной от 2 до 3 см. Он препятствует доступу кислорода и защищает дерево в течение определенного времени от дальнейшего сгорания. Оба вида этих средств следует использовать только внутри помещений.