Огнестойкость различных конструкций и методы её регулирования

Металлические конструкции

Пределы огнестойкости большинства незащищенных металлических конструкций очень малы и находятся в пределах R10÷R15.

Причина столь быстрого исчерпания незащищенными металлическими конструкциями способности сопротивляться воздействию пожара заключается в больших значениях теплопроводности (температуропроводности) металла. Это приводит к тому, что при пожаре температура незащищенных металлических конструкций быстро достигает критических температур прогрева металла, при которых наступает предельное состояние конструкции по «R» – потере несущей способности. Значения критической температуры Т_кр прогрева различных металлических конструкций при нормативной эксплуатационной нагрузке приведены в таблице 11.1.

Таблица 11.1

Критическая температура прогрева
металлоконструкций

Материал конструкции	Т_ст, °С
Сталь углеродистая Ст3, Ст5
Низколегированная сталь марки 25Г2С
Низколегированная сталь марки
Алюминиевые сплавы марок АМг-6,
Алюминиевые сплавы марок ДIТ, LI6Т
Алюминиевые сплавы марки В92Т

Если возникает необходимость обеспечить огнестойкость металлических конструкций зданий выше, чем R10÷R15, то применяют различные методы регулирования (повышения) огнестойкости этих конструкций.

К наиболее распространенным способам повышения огнестойкости металлических конструкций относятся:

А. Облицовка металлических конструкций несгораемыми материалами, имеющими высокие теплозащитные показатели. В качестве облицовок могут быть использованы бетонные плитки, керамические материалы, штукатурка и т.п. Например, слой штукатурки в 2,5 см повышает предел огнестойкости металлических конструкций до R50. Облицовка в 0,5 кирпича повышает предел огнестойкости металлических конструкций
до R300.

Б. Обмазка металлических конструкций специальными вспучивающимися при пожаре красками. Слой такой обмазки толщиной 2–3 мм при воздействии высоких температур вспучивается и на некоторое время создает на поверхности защищаемой металлической конструкции слой пористого материала толщиной 25−35 мм. Этот способ позволяет увеличить огнестойкость металлических конструкций до величин R45÷R60.

В. Наполнение полых конструкций водой постоянным или аварийным объёмом с естественной или принудительной циркуляцией. Этот способ повышения огнестойкости используется в основном для защиты уникальных зданий (например, Центр Помпиду, Париж). Вода имеет большие значения теплоёмкости. Поэтому циркуляция воды внутри металлических конструкций при пожаре обеспечивает интенсивный теплосъем с поверхности металлических конструкций и значительное замедление их прогрева до критических температур.

Г. Оштукатуривание колонн песчано-цементной штукатуркой по металлической сетке повышает предел огнестойкости до 45 мин., последующее же увеличение слоя штукатурки до 50 мм − до 2 ч.

Деревянные конструкции

Дерево − горючий материал. Поэтому пределы огнестойкости деревянных конструкций зависят от двух факторов: времени от начала воздействия пожара до воспламенения древесины, и времени от начала воспламенения древесины до наступления того или иного предельного состояния конструкции.

Скорость уменьшения рабочего сечения деревянных конструкций составляет от 0,6 до 1,0 мм/мин., поэтому деревянные конструкции, особенно с массивным сечением могут иметь достаточно большие значения пределов огнестойкости, сравнимые с огнестойкостью железобетонных конструкций.

Традиционным способом повышения огнестойкости деревянных конструкций является нанесение штукатурки. Слой штукатурки толщиной
2 см на деревянной колонне повышает ее предел огнестойкости до R60.

Эффективным способом огнезащиты деревянных конструкций являются разнообразные краски, вспучивающиеся и невспучивающиеся, а также пропитка антипиренами.