Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Строительные материалы и их возгораемость».
|
|
| № п/п | Изучаемый материал | Методические рекомендации |
| 1. | Основные свойства строительных материалов и их влияние на поведение строительных конструкций в условиях пожара. Материалы и изделия должны обладать хорошими свойствами и качествами. Свойство — характеристика материала, проявляющаяся в процессе его обработки, применении или эксплуатации. Качество — совокупность свойств материала, обуславливающих его способность удовлетворять определённым требованиям в соответствии с его назначением. Свойства строительных материалов и изделий классифицируют на четыре основные группы: физические, механические, химические, технологические и др. К химическим относят способность материалов сопротивляться действию химически агрессивной среды, вызывающие в них обменные реакции приводящие к разрушению материалов, изменению своих первоначальных свойств: растворимость, коррозионная стойкость, стойкость против гниения, твердение. Физические свойства: средняя, насыпная, истинная и относительная плотность; пористость, влажность, влагоотдача, теплопроводность. Механические свойства: пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, сдвиге, упругость, пластичность, жёсткость, твёрдость. Технологические свойства: удобоукладываемость, теплоустойчивость, плавление, скорость затвердевания и высыхания. Физические свойства 1. Истинная плотность ρ — масса единицы объёма материала в абсолютно плотном состоянии. ρ =m/Va, где Va объём в плотном состоянии. [ρ ] = г/см³; кг/м³; т/м³. Например, гранит, стекло и другие силикаты практически абсолютно плотные материалы. Определение истинной плотности: предварительно высушенную пробу измельчают в порошок, объём определяют в пикнометре (он равен объёму вытесненной жидкости). 2. Средняя плотность ρ m=m/Ve — масса единицы объёма в естественном состоянии. Средняя плотность зависит от температуры и влажности: ρ m=ρ в/(1+W), где W — относительная влажность, а ρ в — плотность во влажном состоянии. 3. Насыпная плотность (для сыпучих материалов) — масса единицы объёма рыхло насыпанных зернистых или волокнистых материалов. 4. Пористость П — степень заполнения объёма материала порами. П=Vп/Ve, где Vп — объём пор, Ve — объём материала. Пористость бывает открытая и закрытая. Открытая пористость По — поры сообщаются с окружающей средой и между собой, заполняются водой при обычных условиях насыщения (погружении в ванну с водой). Открытые поры увеличивают проницаемость и водопоглощение материала, снижают морозостойкость. Закрытая пористость Пз=П-По. Увеличение закрытой пористости повышает долговечность материала, снижает звукопоглощение. Пористый материал содержит и открытые, и закрытые поры Гидрофизические свойства 1. Водопоглощение пористых материалов определяют по стандартной методике, выдерживая образцы в воде при температуре 20±2 °C. При этом вода не проникает в закрытые поры, то есть водопоглощение характеризует только открытую пористость. При извлечении образцов из ванны вода частично вытекает из крупных пор, поэтому водопоглощение всегда меньше пористости. Водопоглощение по объёму Wo (%) — степень заполнения объёма материала водой: Wo=(mв-mc)/Ve*100, где mв — масса образца материала, насыщенного водой; mc — масса образца в сухом состоянии. Водопоглощение по массе Wм (%) определяют по отношению к массе сухого материала Wм=(mв-mc)/mc*100. Wo=Wм*γ, γ — объемная масса сухого материала, выраженная по отношению к плотности воды (безразмерная величина). Водопоглощение используют для оценки структуры материала с помощью коэффициента насыщения: kн = Wo/П. Он может меняться от 0 (все поры в материале замкнутые) до 1 (все поры открытые). Уменьшение kн говорит о повышении морозостойкости. 2. Водопроницаемость — это свойство материала пропускать воду под давлением. Коэффициент фильтрации kф (м/ч — размерность скорости) характеризует водопроницаемость: kф=Vв*а/[S(p1-p2)t], где kф=Vв — количество воды, м³, проходящей через стенку площадью S = 1 м², толщиной а = 1 м за время t = 1ч при разности гидростатического давления на границах стенки p1 — p2 = 1 м вод. ст. 3. Водонепроницаемость материала характеризуется маркой W2; W4; W8; W10; W12, обозначающей одностороннее гидростатическое давление в кгс/см², при котором бетонный образец-цилиндр не пропускает воду в условиях стандартного испытания. Чем ниже kф, тем выше марка по водонепроницаемости. 4. Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения kp = Rв/Rс, где Rв — прочность материала насыщенного водой, а Rс — прочность сухого материала. kp меняется от 0 (размокающие глины) до 1 (металлы). Если kp меньше 0, 8, то такой материал не используют в строительных конструкциях, находящихся в воде. 5. Гигроскопичность — свойство капиллярно-пористого материала поглощать водяной пар из воздуха. Процесс поглощения влаги из воздуха называется сорбцией, он обусловлен полимолекулярной адсорбцией водяного пара на внутренней поверхности пор и капиллярной конденсацией. С повышением давления водяного пара (то есть увеличением относительной влажности воздуха при постоянной температуре) возрастает сорбционная влажность материала. 6. Капиллярное всасывание характеризуется высотой поднятия воды в материале, количеством поглощённой воды и интенсивностью всасывания. Уменьшение этих показателей отражает улучшение структуры материала и повышение его морозостойкости. 7. Влажностные деформации. Пористые материалы при изменении влажности меняют свой объём и размеры. Усадка — уменьшение размеров материала при его высыхании. Набухание происходит при насыщении материала водой. Теплофизические свойства 1. Теплопроводность — свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Формула Некрасова связывает теплопроводность λ [Вт/(м·С)] с объемной массой материала, выраженной по отношению к воде: λ =1, 16√ (0, 0196 + 0, 22γ 2)-0, 16. При повышении температуры теплопроводность большинства материалов возрастает. R — термическое сопротивление, R = 1/λ. 2. Теплоёмкость с [ккал/(кг·С)] — то количество тепла, которое необходимо сообщить 1 кг материала, чтобы повысить его температуру на 1 °C. Для каменных материалов теплоёмкость меняется от 0, 75 до 0, 92 кДж/(кг·С). С повышением влажности возрастает теплоёмкость материалов. 3. Огнеупорность — свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры (от 1580 °C и выше), не размягчаясь и не деформируясь. Огнеупорные материалы применяют для внутренней футеровки промышленных печей. Тугоплавкие материалы размягчаются при температуре выше 1350 °C. 4. Огнестойкость — свойство материала сопротивляться действию огня при пожаре в течение определённого времени. Она зависит от сгораемости материала, то есть от его способности воспламеняться и гореть. Несгораемые материалы — бетон, кирпич, сталь и т. д. Но при температуре выше 600 °C некоторые несгораемые материалы растрескиваются (гранит) или сильно деформируются (металлы). Трудносгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры тлеют, но после прекращения действия огня их горение и тление прекращается (асфальтобетон, пропитанная антипиренами древесина, фибролит, некоторые пенопласты). Сгораемые материалы горят открытым пламенем, их необходимо защищать от возгорания конструктивными и другими мерами, обрабатывать антипиренами. 5. Линейное температурное расширение. При сезонном изменении температуры окружающей среды и материала на 50 °C относительная температурная деформация достигает 0, 5-1 мм/м. Во избежание растрескивания сооружения большой протяжённости разрезают деформационными швами. Морозостойкость строительных материалов: свойство насыщенного водой материала выдерживать попеременное замораживание и оттаивание. Количественно морозостойкость оценивается маркой. За марку принимается наибольшее число циклов попеременного замораживания до − 20 °C и оттаивания при температуре 12-20 °C, которое выдерживают образцы материала без снижения прочности на сжатие более 15 %; после испытания образцы не должны иметь видимых повреждений — трещин, выкрашивания (потери массы не более 5 %). Механические свойства Упругость — самопроизвольное восстановление первоначальной формы и размера после прекращения действия внешней силы. Пластичность — свойство изменять форму и размеры под действием внешних сил не разрушаясь, причём после прекращения действия внешних сил тело не может самопроизвольно восстанавливать форму и размер. Остаточная деформация — пластичная деформация. Относительная деформация — отношение абсолютной деформации к начальному линейному размеру(ε =Δ l/l). Модуль упругости — отношения напряжения к отн. деформации (Е=σ /ε). Прочность — свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или др. Прочность оценивают пределом прочности — временным сопротивлением R, определённом при данном виде деформации. Для хрупких (кирпич, бетон) основная прочностная характеристика — предел прочности при сжатии. Для металлов, стали — прочность при сжатии такая же, как и при растяжении и изгибе. Так как строительные материалы неоднородны, предел прочности определяют как средний результат серии образцов. На результаты испытаний влияют форма, размеры образцов, состояния опорных поверхностей, скорость нагружения. В зависимости от прочности материалы делятся на марки и классы. Марки записываются в кгс/см², а классы — в МПа. Класс характеризует гарантированную прочность. Класс по прочности В называется временным сопротивлением сжатию стандартных образцов (бетонных кубов с размером ребра 150 мм), испытанных в возрасте 28 суток хранения при температуре 20±2 °C с учётом статической изменчивости прочности. Коэффициент конструктивного качества: ККК=R/γ (прочность на относит. плотность), для 3-й стали ККК=51 МПа, для высокопрочной стали ККК=127 МПа, тяжёлого бетона ККК=12, 6 МПа, древесины ККК=200 МПа. Твёрдость — показатель, характеризующий свойство материалов сопротивляться проникновению в него другого, более плотного материала. Показатель твёрдости: НВ=Р/F (F — площадь отпечатка, P — это сила), [НВ]=МПа. Шкала Мооса: тальк, гипс, известь…алмаз. Истирание — потеря первоначальной массы образца при прохождении этим образцом определённого пути абразивной поверхности. Истирание: И=(m1-m2)/F, где F — площадь истираемой поверхности. Износ — свойство материала сопротивляться одновременно воздействию истирающих и ударных нагрузок. Износ определяют в барабане со стальными шарами или без них. | |
| 2. | Методы испытания строительных материалов на воспламеняемость. Технические решения по снижению пожарной опасности строительных материалов.
(ГОСТ 30402-96: Материалы строительные. Метод испытания на воспламеняемость)
Воспламеняемость - способность веществ и материалов к воспламенению.
Воспламенение - начало пламенного горения под действием источника зажигания, при настоящем стандартном испытании характеризуется устойчивым пламенным горением.
Время воспламенения - время от начала испытания до возникновения устойчивого пламенного горения.
Устойчивое пламенное горение - горение, продолжающееся до очередного воздействия на образец пламени от источника зажигания.
Поверхностная плотность теплового потока (ППТП) - лучистый тепловой поток, воздействующий на единицу поверхности образца.
Критическая поверхностная плотность теплового потока (КППТП) - минимальное значение поверхностной плотности теплового потока, при котором возникает устойчивое пламенное горение.
Экспонируемая поверхность - поверхность образца, подвергающаяся воздействию лучистого теплового потока и пламени от источника зажигания при испытании на воспламеняемость.
Основные положения
Сущность метода состоит в определении параметров воспламеняемости материала при заданных стандартом уровнях воздействия на поверхность образца лучистого теплового потока и пламени от источника зажигания.
Параметрами воспламеняемости материала являются КППТП и время воспламенения.
Для классификации материалов по группам воспламеняемости используют КППТП.
Плотность лучистого теплового потока должна находиться в пределах от 10 до 50 кВт/м  .
Начальная плотность лучистого теплового потока при испытаниях (ППТП) равна 30 кВт/м .
Образцы для испытания
Для испытаний изготавливают 15 образцов, имеющих форму квадрата, со стороной 165 мм и отклонением минус 5 мм. Толщина образцов должна составлять не более 70 мм. При каждой величине ППТП испытания проводят на трех образцах.
При изготовлении образцов экспонируемая поверхность не должна подвергаться обработке.
При наличии на экспонируемой поверхности гофров, рельефа, тиснения и т.п. размер выступов (впадин) должен составлять не более 5 мм.
При несоответствии экспонируемой поверхности указанным требованиям допускается для проведения испытаний изготавливать образцы из материала с плоской поверхностью, т.е. без гофров, рельефа, тиснения и т.п.
Образцы для стандартного испытания материалов, применяемых только в качестве отделочных и облицовочных, а также для испытания лакокрасочных покрытий и кровельных материалов, изготавливают в сочетании с негорючей основой. Способ крепления должен обеспечивать плотный контакт поверхностей материала и основы.
В качестве негорючей основы следует использовать асбестоцементные листы по ГОСТ 18124 толщиной 10 или 12 мм.
В тех случаях, когда в конкретной технической документации не обеспечиваются условия для стандартного испытания, образцы изготавливают с основой и креплением, указанными в технической документации.
Лакокрасочные покрытия, а также кровельные мастики следует наносить на основу не менее чем в четыре слоя, при этом расход материала при нанесении на основу каждого слоя должен соответствовать принятому в технической документации.
Для материалов, применяемых как самостоятельно (например, для конструкций), так и в качестве отделочных и облицовочных, образцы должны быть изготовлены согласно 6.1 (один комплект) и 6.3 (один комплект).
В этом случае испытания проводят отдельно для материала и отдельно с применением его в качестве отделок и облицовок.
Для слоистых материалов с различными поверхностными слоями изготавливают два комплекта образцов (согласно 6.1) с целью экспонирования обеих поверхностей. При этом группу воспламеняемости материала устанавливают по худшему результату.
Установка для испытания на воспламеняемость состоит из следующих основных частей:
- опорная станина;
- подвижная платформа;
- источник лучистого теплового потока (радиационная панель);
- система зажигания (вспомогательная стационарная горелка, подвижная горелка с механизированной и ручной системой перемещения).
В состав вспомогательного оборудования входят: держатель образца, экранирующая пластина, держатель с образцом-имитатором, система регулирования расхода газовоздушной смеси, регулирующий и регистрирующие приборы, измеритель теплового потока, регистратор времени.
Установка должна быть оборудована защитным экраном и вытяжным зонтом.
Все размеры, приведенные в следующем описании установки, а также на рисунках, являются номинальными, за исключением указанных с допусками.
Проведение испытания
Образец для испытания, кондиционированный в соответствии с 6.7, оборачивают листом алюминиевой фольги (номинальная толщина 0, 2 мм), в центре которого вырезано отверстие диаметром 140 мм. При этом центр отверстия в фольге должен совпадать с центром экспонируемой поверхности образца (рисунок А14).
Образец для испытания помещают в держатель, устанавливают его на подвижную платформу и производят регулировку противовеса. После этого держатель с образцом для испытания заменяют держателем с образцом-имитатором.
Устанавливают подвижную горелку в исходное положение по 7.4.1, регулируют расход газа (19 - 20 мл/мин) и воздуха (160 - 180 мл/мин), подаваемых в подвижную горелку. Для вспомогательной горелки длина факела пламени составляет примерно 15мм.
Включают электропитание и по регулирующему термоэлектрическому преобразователю задают установленную при калибровке величину термо ЭДС, соответствующую ППТП 30 кВт/м  .
После достижения заданной величины термоЭДС установку выдерживают в этом режиме не менее 5 мин. При этом величина термоЭДС, зафиксированная по контролирующему термоэлектрическому преобразователю, должна отличаться от полученной при калибровке не более чем на 1%.
Помещают экранирующую пластину на защитную плиту, заменяют образец-имитатор на образец для испытания, включают механизм подвижной горелки, удаляют экранирующую пластину и включают регистратор времени.
Время проведения этих операций должно составлять не более 15 с.
По истечении 15 мин или при воспламенении образца испытание прекращают. Для этого помещают экранирующую пластину на защитную плиту, останавливают регистратор времени и механизм подвижной горелки, удаляют держатель с образцом и помещают на подвижную платформу образец-имитатор, убирают экранирующую пластину.
Устанавливают величину ППТП 20 кВт/м , если в предыдущем испытании зафиксировано воспламенение, или 40 кВт/м при его отсутствии. Повторяют операции по 9.5 - 9.7.
Если при ППТП 20 кВт/м зафиксировано воспламенение, уменьшают величину ППТП до 10 кВт/м и повторяют операции по 9.5 -9.7.
Если при ППТП 40 кВт/м воспламенение отсутствует, устанавливают величину ППТП 50 кВт/м и повторяют операции по 9.5 -9.7.
После определения двух величин ППТП, при одной из которых наблюдается воспламенение, а при другой - отсутствует, задают величину ППТП на 5 кВт/м больше той величины, при которой воспламенение отсутствует, и повторяют операции по 9.5 - 9.7 на трех образцах.
Если при ППТП 10 кВт/м зафиксировано воспламенение, то следующее испытание проводят при ППТП 5 кВт/м .
В зависимости от результатов испытаний по 9.11 величину ППТП увеличивают на 5 кВт/м (при отсутствии воспламенения) или уменьшают на 5 кВт/м (при наличии воспламенения) и повторяют операции по 9.5 - 9.7 на двух образцах.
Для каждого испытанного образца фиксируют время воспламенения и следующие дополнительные наблюдения: время и место воспламенения; процесс разрушения образца под действием теплового излучения и пламени; плавление, вспучивание, расслоение, растрескивание, набухание либо усадка.
Для материалов с высокой сжимаемостью (минераловатные плиты), а также материалов, плавящихся или размягчающихся в процессе нагревания, испытание следует проводить с учетом 7.2.7.
Для материалов, приобретающих при нагревании способность к прилипанию либо образующих поверхностный обугленный слой с низкой механической прочностью, либо содержащих под экспонируемой поверхностью воздушный зазор, с целью предотвращения помех перемещению подвижной горелки либо повреждения горелкой экспонируемой поверхности образца испытания следует проводить с использованием в приводном механизме стопора, устраняющего возможность контакта подвижной горелки с поверхностью образца.
Для материалов, образующих значительное количество дыма или продуктов разложения, гасящих пламя подвижной горелки и исключающих возможность повторного ее зажигания с помощью вспомогательной горелки, результат фиксируют в протоколе испытания с указанием отсутствия воспламенения вследствие систематического гашения пламени подвижной горелки продуктами разложения.
В нашей стране за один год происходит в среднем более 250 тысяч пожаров, уничтожается ценностей почти на 44 млрд. рублей, погибает свыше 18 тысяч человек и еще большее количество людей получают травмы. Материальные и людские потери происходят из-за обрушения строительных конструкций, выделения тепла и газов при горении как пожарной нагрузки, так и строительных материалов. Одной из важнейших задач пожарной безопасности является огнезащита конструкций с целью предотвращения их преждевременного (до ликвидации пожара) обрушения (несущие металлические и деревянные конструкции) или возгорания и горения (деревянные материалы и горючая изоляция кабелей).
Традиционные методы огнезащиты для стальных конструкций - обетонирование или оштукатуривание по металлической сетке, обеспечивающие их требуемую несущую способность при тепловом воздействии во время пожара. Для стальных конструкций указанная огнезащита является естественным продолжением их конструктивной формы и выполняет роль защиты металла от коррозии. Для металлических, некоторых комплексных конструкций (перекрытия по профилированному металлическому настилу, железобетонные балки и колонны с внешним армированием и др.) и деревянных конструкций, а также кабелей с горючей изоляцией наличие огнезащиты, как правило, увеличивает нагрузку от собственной массы как на конструкцию, так и на здание или сооружение в целом. Например, при стандартном пожаре металлическая незащищенная конструкция теряет свою несущую способность и разрушается через 12-15 минут после начала пожара. При защите такой конструкции вспучивающимся составами ее предел огнестойкости может составить от 30 минут до 2 часов. Древесина и изделия из нее относятся к сгораемым материалам. При горении древесины при температуре 280-300 °С ее разложение становится быстрым и природа образующихся при этом газов полностью меняется, поскольку вследствие разложения клетчатки и лигнина резко повышается процентное содержание углеводородов и водорода, температура газов может достигать порядка 1000 °С. При защите древесины огнезащитными вспучивающимися составами возгорание древесины и распространение огня может быть снижено.
| |
Классы пожарной опасности строительных материалов.
Классы пожарной опасности в зависимости от групп пожарной опасности строительных материалов приведены в таблице 3 приложения к настоящему Федеральному закону.
Для напольных ковровых покрытий группа горючести не определяется.
Текстильные и кожевенные материалы по воспламеняемости подразделяются на легковоспламеняемые и трудновоспламеняемые. Ткань (нетканое полотно) классифицируется как легковоспламеняемый материал, если при испытаниях выполняются следующие условия:
1) время пламенного горения любого из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, составляет более 5 секунд;
2) любой из образцов, испытанных при зажигании с поверхности, прогорает до одной из его кромок;
3) хлопчатобумажная вата загорается под любым из испытываемых образцов;
4) поверхностная вспышка любого из образцов распространяется более чем на 100 миллиметров от точки зажигания с поверхности или кромки;
5) средняя длина обугливающегося участка любого из образцов, испытанных при воздействии пламени с поверхности или кромки, составляет более 150 миллиметров.
Для классификации строительных, текстильных и кожевенных материалов следует применять значение индекса распространения пламени (I) - условного безразмерного показателя, характеризующего способность материалов или веществ воспламеняться, распространять пламя по поверхности и выделять тепло. По распространению пламени материалы подразделяются на следующие группы:
1) не распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени 0;
2) медленно распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени не более 20;
3) быстро распространяющие пламя по поверхности, имеющие индекс распространения пламени более 20.
Методы испытаний по определению классификационных показателей пожарной опасности строительных, текстильных и кожевенных материалов устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности. 
|
Конспект для проведения занятия по теме:
«Огнестойкость зданий и сооружений».
| № п/п | Изучаемый материал | Методические рекомендации | ||||||||||||||||||||||||||||
| 1. | Виды и особенности современного строительства. Классификация зданий по назначению, этажности, огнестойкости. Нагрузки и воздействия на строительные конструкции в нормальных условиях. В настоящее время новые технологии строительства и опыт строительных организаций позволяют возводить здания повышенной этажности с современными условиями для комфортного проживания в них людей. Однако на сегодняшний день во многих случаях вопросы обеспечения пожарной безопасности являются не полностью решенными. В технической литературе отсутствует четкое определение часто используемого понятия «здание повышенной этажности». Определим эту группу зданий, исходя из критериев и требований строительных норм и правил по обеспечению пожарной безопасности зданий и сооружений. Одним из ограничений типа зданий повышенной этажности является переход от зданий повышенной этажности к высотным. Согласно современным нормативным разработкам, высотными жилыми зданиями считаются здания высотой более 75 м. Это значит, что верхней границей, определяющей здания повышенной этажности, принимается высота здания до 75 м включительно. Необходимо отметить, что высота здания определяется высотой расположения верхнего этажа, не считая верхнего технического этажа, а высота расположения этажа определяется разностью отметок поверхности проезда для пожарных машин и нижней границы открывающегося проема (окна) в наружной стене. Минимальную высоту, определяющую принадлежность зданий к объектам повышенной этажности, можно определить, исходя из критерия высоты, до которой возможно спасение людей при пожарах в зданиях с помощью специальных средств спасения и механических лестниц. В настоящее время механические лестницы в гарнизонах пожарной охраны позволяют осуществлять спасение людей, в основном, до высоты 30 м. Именно этот критерий используется в современном противопожарном нормировании в виде показателя «наибольшая допустимая высота здания» при определении допустимой площади этажа или пожарного отсека, а также степени огнестойкости здания [2-4]. Например, наибольшая высота здания, имеющего степень огнестойкости II, площадь этажа или пожарного отсека не более 2200 м2 и класс конструктивной пожарной опасности здания С1, допускается 28 м. Именно с высоты здания 28 м и более назначаются дополнительные требования в строительных нормах и правилах по обеспечению противопожарной защиты объекта (устройство незадымляемых лестничных клеток, размещение выходов из них и т.д.). Таким образом, здания повышенной этажности — это здания высотой от 28 до 75 м, что соответствует примерно от 10 до 25 этажей. Обеспечение противопожарной защиты зданий повышенной этажности имеет свои особенности. При этом важным является определение огнестойкости конструкций и зданий. Огнестойкостьявляется международной пожарно-технической характеристикой, регламентируемой строительными нормами и правилами, и характеризует способность конструкций и зданий сопротивляться воздействию пожара. Огнестойкость конструкций и зданий, помимо своей прямой функции обеспечения требуемого сопротивления объекта воздействию пожара, является также базовым элементом всей системы противопожарной защиты зданий и определяющим параметром для выбора остальных элементов защиты. При обновлении системы нормативных документов комплекса «Пожарная безопасность» понятие «огнестойкость» положено в основу пожарно-технической классификации строительных объектов — зданий, конструкций, материалов. В строительных нормах и правилах огнестойкость используется в качестве основного показателя при проектировании такого элемента защиты, как противопожарные преграды. Для различных видов противопожарных преград — противопожарные стены, перегородки, перекрытия, тамбур-шлюзы, противопожарные двери, ворота, люки, клапаны, занавесы и другие — в качестве регламентируемой характеристики используется значение их «предела огнестойкости». Степень огнестойкостиздания является исходной характеристикой при проектировании эвакуации людей и противодымной защиты, разработке противопожарных разрывов между зданиями, проектировании инженерных систем здания, систем пожарной сигнализации, средств пожаротушения и т.д.. Количественной характеристикой огнестойкости конструкций является «предел огнестойкости». Предел огнестойкости — это промежуток времени (в часах или минутах) от начала огневого испытания конструкции при стандартном температурном режиме до наступления одного или последовательно нескольких, нормируемых для данной конструкции признаков предельных состояний: 1) потеря несущей способности — обрушение или недопустимый прогиб (обозначение в нормах «R»); 2) потеря целостности — образование в конструкциях или стыках сквозных трещин или сквозных отверстий (обозначение в нормах — «Е»); 3) потеря теплоизолирующей способности — повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в среднем больше 160°С или в любой точке этой поверхности до 190°С по сравнению с температурой конструкции до нагрева или до 220°С независимо от температуры конструкции до нагрева (обозначение в нормах «I»). Обозначения пределов огнестойкости приняты в соответствии с рекомендациями Комитета европейского нормирования. Многочисленные испытания строительных конструкций на огнестойкость позволили выявить основные причины и характер разрушения при действии огня железобетонных, стальных, деревянных и других конструкций, особенности их прогрева в этих условиях. Обобщение результатов огневых испытаний дало возможность создать каталог справочных данных, с помощью которого можно определять значения фактических пределов огнестойкости основных строительных конструкций. Огнестойкость зданий характеризует способность зданий в целом сопротивляться воздействию огня. В качестве характеристики огнестойкости зданий используется понятие о «степени огнестойкости» здания. Здания, высотой до 16 этажей подразделяются на пять степеней огнестойкости: I, II, III, IV, V. Для установления соответствия огнестойкости зданий требованиям пожарной безопасности используется понятие о «фактической степени огнестойкости» здания и «требуемой степени огнестойкости» здания. Фактическая степень огнестойкости здания определяется пределами огнестойкости его основных конструкций. Требуемая степень огнестойкости должна отвечать требованиям строительных норм и правил для удовлетворения условий пожарной безопасности объекта. Показатели требуемой степени огнестойкости для зданий различного назначения приведены в СНиПах для проектирования соответствующих зданий и определяются в зависимости от класса, категории здания по взрывопожарной и пожарной опасности, площади этажа или пожарного отсека, высоты здания или числа этажей, класса конструктивной пожарной опасности здания. Согласно, многофункциональные здания высотой более 16 этажей должны иметь особую степень огнестойкости. В соответствии с этим, к огнестойкости конструкций зданий, относящихся к особой степени огнестойкости, также предъявляются особые требования в сторону их увеличения. Здания — надземные постройки, имеющие помещения для различной трудовой деятельности, отдыха, учебы и т. д. К зданиям относятся жилые дома, школы, промышленные цеха и др. Возводимые здания должны отвечать своему назначению и удовлетворять следующим требованиям: функциональным, отражающим целесообразное размещение помещений в соответствии с назначением здания; техническим, обеспечивающим защиту помещений от воздействия внешней среды, а также достаточную прочность, устойчивость, долговечность и огнестойкость конструктивных элементов здания; архитектурным, предусматривающим соответствие внешнего облика здания назначению за счет рационального выбора строительных материалов, высокого качества работ и гармоничной связи здания с окружающей средой; экономическим, направленным на уменьшение затрат труда, материалов и сокращение сроков строительства. Здания классифицируют по следующим признакам: по назначению — жилые, общественные и производственные; по этажности — малоэтажные (до 5 этажей), средней этажности (5—12 этажей), высотные (свыше 12 этажей); по конструкции стен — мелкоэлементные (из кирпича, керамического камня, мелких блоков и др.) и крупноэлементные (из крупных-блоков, панелей, объемных блоков и т. п.); по технологии возведения — выкладываемые из мелкоштучных материалов (кирпича, мелких блоков и др.), полносборные, монтируемые из индустриальных конструкций заводского изготовления; по долговечности (сроку службы основных конструктивных элементов) на три степени: I—со сроком службы не менее 100 лет; II—не менее 50 лет; III — не менее 20 лет; по огнестойкости — на пять степеней: I, II, III—каменные конструкции, IV — деревянные оштукатуренные и V — деревянные неоштукатуренные. Степень долговечности, огнестойкости и другие эксплуатационные качества определяют капитальность здания. По капитальности здания разделяют на четыре класса: I — здания и сооружения, к которым предъявляют повышенные требования, — монументальные постройки, рассчитанные на эксплуатацию в течение длительного периода (театры, музеи, административные здания, жилые дома повышенной этажности). Долговечность и огнестойкость этих зданий и сооружений должны быть не ниже I степени; II — жилые, общественные и другие здания с числом этажей не более девяти. Их долговечность и огнестойкость должны быть не ниже II степени; III — малоэтажные дома, общественные здания, возводимые в районных центрах, сельских населенных пунктах и пр., долговечностью не ниже II степени, огнестойкостью не ниже III и IV степеней; IV — постройки, удовлетворяющие минимальным архитектурно-эксплуатационным требованиям. Их огнестойкость не нормируется, а долговечность — не ниже 111 степени. Следовательно, класс — это обобщенная характеристика степени капитальности здания. Указание о классе здания приводится в паспорте проекта. Зданиями называют сооружения, которые возводят на поверхности земли или с частичным углублением в грунт, внутри которых имеются помещения для различных целей. В зависимости от назначения здания делятся на гражданские, промышленные, сельскохозяйственные. К гражданским относятся жилые, административные, культурно-просветительные и коммунальные здания. Промышленными считаются здания заводских цехов и связанные с ними здания вспомогательного назначения (котельные, электростанции, депо, гаражи, конторы). Сельскохозяйственными являются здания для нужд сельского хозяйства (помещения для животных, силосные башни, склады сельскохозяйственных продуктов). Кроме того, здания различают по материалу стен (деревянные, каменные, из грунтовых и прочих материалов), по конструктивному признаку (здания каркасные и с несущими стенами). Каркасными называются здания, состоящие из воспринимающего нагрузку каркаса (балок или прогонов, стоек и колонн) и стен, не несущих нагрузки. Несущими называют стены, если на них действует нагрузка от всех конструкций здания. По способу возведения здания делят на возводимые из различных материалов на месте строительства и собираемые из готовых частей или целых конструктивных элементов. Последние называются сборными, к ним относятся здания каркасно-щитовые, крупноблочные, крупнопанельные. Монтаж зданий из сборных конструктивных элементов относится к прогрессивному методу производства строительных работ. Здания должны по планировке помещений, конструкциям, внешнему виду соответствовать назначению, обладать необходимой прочностью, устойчивостью, долговечностью, огнестойкостью и возможно меньшей строительной стоимостью. Эти требования предъявляют к каждому зданию в зависимости от капитальности сооружения и эксплуатационных качеств его. Капитальность здания определяется долговечностью его основных конструктивных элементов в определенных условиях эксплуатации, а также степенью огнестойкости. Эксплуатационные качества характеризуются составом помещений, нормами площадей и объемов, внутренней отделкой, техническим оборудованием. Здание в зависимости от назначения отдельных конструктивных элементов делится на следующие составные части: – основание — грунт или сооружение, на котором покоится все здание; – фундаменты — подземные части здания, несущие нагрузку от вышележащих конструкций; – стены — основные части здания, отделяющие помещения от наружного пространства и несущие междуэтажные перекрытия и крышу; – перекрытия — конструктивные элементы, делящие здание по вертикали на этажи; – крыша и кровля—верхние части здания, ограждающие его от атмосферных осадков; – лестницы — служащие для сообщения между этажами; перегородки — делящие внутреннее пространство здания на отдельные помещения; – полы, оконные и дверные проемы, ворота и прочие части здания (карнизы, архитектурные детали, фонари, балконы, крыльца и пр.). Правильное решение вопросов, связанных с планировкой, архитектурными и эксплуатационными требованиями, применяемыми материалами и способами производства строительных работ, обеспечивает наименьшую строительную стоимость здания. Общественные здания предназначены для всех видов социальной и бытовой жизнедеятельности людей. Условно общественные здания можно разделить на две группы: для обслуживания повседневных нужд людей (детские ясли-сады, школы, магазины, административные здания и др.) и для эпизодического посещения (театры, музеи, библиотеки, цирки, дворцы спорта, вокзалы и т. д.). Специальные здания — для обслуживания населения специальными услугами (теле - и радиоцентры, крематории и колумбарии). По этажности (в зависимости от количества надземных этажей) различают гражданские здания малоэтажные — высотой до двух этажей, средней этажности — высотой от трех до пяти этажей, повышенной этажности — высотой шесть—десять этажей, многоэтажные — от десяти до 29 этажей и высотные — высотой свыше 30 этажей, или свыше 100 м. Эвакуация из всех видов зданий, кроме высотных, может производиться только по лестницам различных типов. Из высотных зданий эвакуация организуется дополнительно по специально предназначенным для этой цели лифтам или другим устройствам. Действующие в России нормы проектирования зданий по высоте подразделяют на здания высотой до 75 м и высотой свыше 75 м. Кроме специально оговоренных случаев, высота здания определяется высотой расположения верхнего этажа, не считая верхнего технического этажа. Высота расположения этажа определяется разностью отметок поверхности проезда для пожарных машин и нижней границы открывающегося проема окна в наружной стене. По материалу основных несущих конструкций здания классифицируют на каменные (из кирпича, естественных или искусственных камней), бетонные(в том числе из легкого бетона, железобетона), металлические, деревянные, смешанного типа. По способу возведения различают здания традиционного типа (основные вертикальные несущие конструкции из кирпича, мелких естественных или искусственных камней, перекрытия сборные или монолитные), сборные из мелко - или крупноразмерных элементов(изготовленные предварительно на заводе сборные детали и изделия, крупные блоки, панели, объемные элементыполной заводской готовности), Монолитные (из тяжелого или легкого бетона, в том числе армированного непосредственно на строительной площадке в специальных формах — опалубке), Сборно-монолитные (комбинируются сборные детали с элементами из монолитного бетонаили железобетона. Нагрузки, действующие на здание В зависимости от продолжительности действия нагрузок следует различать постоянные и временные (длительные, кратковременные, особые) нагрузки К постоянным нагрузкам следует относить: а) вес частей сооружений, в том числе вес несущих и ограждающих строительных конструкций; б) вес и давление грунтов (насыпей, засыпок), горное давление. Сохраняющиеся в конструкции или основании усилия от предварительного напряжения следует учитывать в расчетах как усилия от постоянных нагрузок. К длительным нагрузкам следует относить: а) вес временных перегородок, подливок и подбетонок под оборудование; б) вес стационарного оборудования: станков, аппаратов, моторов, емкостей, трубопроводов с арматурой, опорными частями и изоляцией, ленточных конвейеров, постоянных подъемных машин с их канатами и направляющими, а также вес жидкостей и твердых тел, заполняющих оборудование; в) давление газов, жидкостей и сыпучих тел в емкостях и трубопроводах, избыточное давление и разрежение воздуха, возникающее при вентиляции шахт; г) нагрузки на перекрытия от складируемых материалов и стеллажного оборудования в складских помещениях, холодильниках, зернохранилищах, книгохранилищах, архивах и подобных помещениях; д) температурные технологические воздействия от стационарного оборудования; е) вес слоя воды на водонаполненных плоских покрытиях; ж) вес отложений производственной пыли, если ее накопление не исключено соответствующими мероприятиями; з) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с пониженными нормативными значениями, и) вертикальные нагрузки от мостовых и подвесных кранов с пониженным нормативным значением, определяемым умножением полного нормативного значения вертикальной нагрузки от одного крана (см. п. 4.2) в каждом пролете здания на коэффициент: 0, 5 - для групп режимов работы кранов 4К-6К; 0, 6 - для группы режима работы кранов 7К; 0, 7 - для группы режима работы кранов 8К. Группы режимов работы кранов принимаются по ГОСТ 25546-82; к) снеговые нагрузки с пониженным расчетным значением, определяемым умножением полного расчетного значения на коэффициент 0, 5; л) температурные климатические воздействия с пониженными нормативными значениями; м) воздействия, обусловленные деформациями основания, не сопровождающимися коренным изменением структуры грунта, а также оттаиванием вечномерзлых грунтов; н) воздействия, обусловленные изменением влажности, усадкой и ползучестью материалов. К кратковременным нагрузкам следует относить: а) нагрузки от оборудования, возникающие в пускоостановочном, переходном и испытательном режимах, а также при его перестановке или замене; б) вес людей, ремонтных материалов в зонах обслуживания и ремонта оборудования; в) нагрузки от людей, животных, оборудования на перекрытия жилых, общественных и сельскохозяйственных зданий с полными нормативными значениями, кроме нагрузок, указанных в п. 1.7, а, б, г, д; г) нагрузки от подвижного подъемно-транспортного оборудования (погрузчиков, электрокаров, кранов-штабелеров, тельферов, а также от мостовых и подвесных кранов с полным нормативным значением); д) снеговые нагрузки с полным расчетным значением; е) температурные климатические воздействия с полным нормативным значением; ж) ветровые нагрузки; з) гололедные нагрузки. К особым нагрузкам следует относить: а) сейсмические воздействия; б) взрывные воздействия; в) нагрузки, вызываемые резкими нарушениями технологического процесса, временной неисправностью или поломкой оборудования; г) воздействия, обусловленные деформациями основания, сопровождающимися коренным изменением структуры грунта (при замачивании просадочных грунтов) или оседанием его в районах горных выработок и в карстовых. | Даю необходимые пояснения Даю под запись Даю под запись Даю под запись Даю под запись | ||||||||||||||||||||||||||||
| 2. | Пожарно-техническая классификация строительных конструкций, помещений, зданий элементов и частей зданий по огнестойкости и пожарной опасности
Пожарно-техническая классификация зданий, сооружений.
Классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков осуществляется с учетом следующих критериев:
1) степень огнестойкости;
2) класс конструктивной пожарной опасности;
3) класс функциональной пожарной опасности.
Классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков по степени огнестойкости
Здания, сооружения, строения и пожарные отсеки по степени огнестойкости подразделяются на здания, сооружения, строения и пожарные отсеки I, II, III, IV и V степеней огнестойкости.
Cтепень огнестойкости зданий, сооружений- классификационная характеристика зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, определяемая пределами огнестойкости конструкций, применяемых для строительства указанных зданий, сооружений,
Примерные конструктивные характеристики зданий.
I - здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов
II - то же. В покрытиях зданий допускается применять незащищенные стальные конструкции.
III - здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона. Для перекрытий допускается использование деревянных конструкций, защищенных штукатуркой или трудногорючими листовыми, а также плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
IIIа - здания преимущественно с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса - из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции - из стальных профилированных листов или других негорючих листовых материалов с трудногорючим утеплителем.
IV - здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих или трудногорючих материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы чердачного покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.
IVа - здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса - из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции из стальных профилированных листов или других негорючих листовых материалов с горючим утеплителем.
V - здания, к несущим и ограждающим конструкциям которых не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня.
В зависимости от степени огнестойкости зданий и сооружений нормы пожарной безопасности регламентируют их назначение, противопожарные разрывы, порядок использования, этажность, площадь пожарных отсеков, длину путей эвакуации и т. п.
.Классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков по конструктивной пожарной опасности.
Здания, сооружения, строения и пожарные отсеки по конструктивной пожарной опасности подразделяются на классы С0, С1, С2 и С3.
Таблица 1.
КО(непожароопасные); К1(малопожароопасные); К2(умереннопожароопасные); КЗ(пожароопасные). Как видно из таблицы 1, имеется четыре класса конструктивной пожарной опасности зданий и сооружений: С0, С1, С2, С3. Класс конструктивной пожарной опасности здания зависит от классов пожарной опасности основных несущих и ограждающих строительных конструкций: колонн, ригелей, ферм, стен, перегородок, перекрытий, покрытий, стен лестничных клеток, маршей и площадок лестниц, противопожарных преград. Здания и сооружения класса С0 являются лучшими с противопожарной точки зрения. Все конструкции здесь выполнены из негорючих материалов, которые в условиях пожара не горят, не повреждаются, не дают теплового эффекта, не образуют токсичных дымовыделений. В зданиях класса С1 допускается применять ряд конструкций из трудногорючих материалов. А к большинству конструкций класса С3 (кроме конструктивных элементов лестниц, стен, лестничных клеток и противопожарных преград) вообще не предъявляются никакие противопожарные требования. |