Повышение огнестойкости конструкций зданий и сооружений)

Степень огнестойкости зданий и сооружений определяется минимальными пределами огнестойкости строительных конструкций и возгораемостью строительных материалов.

Несгораемые материалы — материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (кирпич, асбест, глина, битум и пр.).

Трудно сгораемые материалы — материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются и продолжают гореть при наличии источника огня (асфальтобетон, цементный фибролит, древесина, пропитанная антипиринами, войлок, вымоченный в глиняном растворе, и проч.).

Сгораемые материалы — материалы, которые под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются или тлеют и продолжают гореть и тлеть после удаления источника огня (органические материалы, не пропитанные антипиринами, битуминозные и проч.).

Легковоспламеняющиеся материалы — материалы типа ваты, синтетического клея, монтажной пены, синтетических тканей.

Огнестойкость конструкций характеризуется пределом огнестойкости, который определяют следующие признаки:

• образование в конструкции трещин или отверстий, сквозь которые проникают продукты горения или пламя;

• повышение температуры на обогреваемой поверхности конструкции в среднем более чем на 140°С;

• потеря конструкцией своей несущей способности;

• переход горения в смежные конструкции или помещения;

• разрушение узлов крепления конструкции.

 

По степени огнестойкости строительных конструкций здания и сооружения подразделяются на 5 категорий — I, II, III, IV, V (по мере уменьшения качеств). Повышению огнестойкости зданий и сооружений способствуют:

• облицовка или оштукатуривание металлических конструкций, например, гипсовыми плитами;

• оштукатуривание деревянных конструкций известково-цементной, асбе-стово-цементной или гипсовой штукатуркой;

• огнезащитная пропитка древесины антипиринами — химическими веществами (фосфорнокислый аммоний, сернокислый аммоний), придающими негорючесть;

• покрытие конструкций огнезащитными красками;

• замена деревянных конструкций (полов, лестниц, стен) кирпично-бетонными, керамическими и т. п.

110. (Снижение горючести материалов)

При характеристике негорючих материалов и материалов с пониженной горючестью пользуются следующими основными терминами:

воспламеняемость - это способность материала загораться при определенных условиях (концентрации окислителя, температуре и давлении окружающей среды). Она характеризуется температурой воспламенения, кислородным индексом и временем зажигания материала.

горючесть - свойство материала поддерживать горение при определенных условиях;

огнестойкость материала - характеристика способности материала сохранять свои свойства в условиях пожара в течение продолжительного времени;

пожароопасность означает степень риска для жизни людей и животных. Под этим термином подразумевают горючесть материала, вероятность его механического разрушения под действием огня и механических нагрузок и выделение токсичных газов и дымов из материала в условиях пожара. В свою очередь материалы подразделяются на негорючие, трудносгораемые, трудновоспламеняемые и сгораемые.

Существует несколько способов снижения горючести полимерных материалов, которые можно условно разделить на четыре группы:

· Огнезащита с использованием устойчивых к пламени материалов (огнезащитных покрытий).

· Введение наполнителей.

· Введение замедлителей горения или антипирирующих составов.

· Модификация полимерных материалов.

Наряду с первым и вторым способами используют пропитку полимерных материалов огнегасящими составами, способными образовывать на поверхности материала защитный слой. В некоторых случаях эти составы учитывают при составлении рецептур полимерных материалов.

 

Огнезащита устойчивыми к пламени материалами подразумевает покрытие плитками, листами из негорючих или трудносгораемых материалов изделий из горючих материалов. В качестве огнезащитных покрытий могут применяться огнезащитные краски, лаки, вспенивающие покрытия. Преимущества огнезащитных покрытий - в простоте изготовления и сравнительно небольшой стоимости работ. Основной недостаток этого способа заключается в том, что при повышении температуры для большинства покрытий характерно отслаивание от основного горючего материала. При этом возрастает вероятность загорания основного материала. Для вспенивающихся покрытий, на которых при воздействии огня или тепла образуется быстрорастущая негорючая пена с мелкими закрытыми порами, снижение адгезии покрытия к материалу менее вероятно из - за резкого уменьшения теплопередачи через покрытие.

 

Введение наполнителей приводит к некоторому снижению горючести. Некоторые замедлители горения (красный фосфор, трехокись сурьмы, соли фосфорной кислоты) можно рассматривать как наполнители в том случае, когда не наблюдается их растворения в материале. В качестве армирующих материалов широко применяют стекловолокна, асбест, углеродные волокна, улучшающие физико-механические характеристики, теплостойкость и вместе с тем приводящие к снижению горючести.

 

В качестве порошкообразных наполнителей, способствующих снижению горючести, применяют окислы и гидроокиси некоторых металлов, графит, окислы кремния, сурьмы, бораты цинка, природные неорганические вещества типа каолина, пемзы, гипса, перлита, вермикулита, различные соли, такие, как оксалаты и карбонаты.

 

Широкое применение для строительных негорючих полимерных материалов разнообразного назначения получили такие наполнители, как песок, перлит, вермикулит, окись кремния. Каолин, мел, гидроокись алюминия, мелкодисперсный карбонат кальция применяют при изготовлении резин. Гидроокись алюминия, кроме того, входит в композиции типа премикс.

 

На горючесть наполненных полимерных материалов оказывает влияние не только химическая природа наполнителя, но и его дисперсность, а также прочность сцепления наполнителя и связующего. С увеличением адгезии возрастает прочность материала, что зачастую сопровождается увеличением огнестойкости и стабильности к термоокислению.

Немалую роль в снижении горючести материалов при введении наполнителей играет степень наполнения. Например, в результате увеличения содержания связующего в минераловатных плитах с 4 до 8 % изменяется группа возгораемости материала: несгораемые плиты становятся трудносгораемыми.

 

Преимущества от введения наполнителей - одновременное улучшение ряда характеристик материала. Основной недостаток аналогичен указанному для выше приведенного способа (расслаивание при повышенных температурах).

 

Введение замедлителей горения и составов, замедляющих горение, в полимерные материалы заключается обычно в равномерном распределении этих веществ в объеме материала. Этот способ более эффективен по сравнению с предыдущими из-за термических превращений замедлителей горения в зоне пиролиза и поверхностной зоне, а также диффузии продуктов их превращений на поверхность материала. При этом концентрация продуктов термических превращений замедлителей горения в поверхностной зоне резко возрастает, что в свою очередь ведет к ускорению коксования материала. Основным недостатком этого способа является в ряде случаев увеличение горючести материала в процессе его эксплуатации, поскольку введенные замедлители горения могут “выпотевать”, вымываться или иным способом выделяться из материала.

 

Модификацию полимерных материалов с целью снижения горючести проводят различными методами. Применение этого способа позволяет уменьшить вероятность диффузии частиц, содержащих элементы замедлителей горения, в области 200-350o С. Однако модификация нередко приводит к существенному изменению свойств материала, например к снижению температур размягчения и начала деструкции при введении в полимеры фрагментов, содержащих фосфор и галогены. Кроме того, модификация требует некоторого изменения технологического процесса, что приводит к повышению себестоимости изделий.

 

Подбор замедлителей горения и антипирирующих составов для множества различных полимерных материалов затруднен [2, c.100], так как разработать типовой рецепт состава, снижающего горючесть и повышающего огнестойкость, не представляется возможным.

 

В настоящее время выбирают замедлители горения конкретно для каждого материала. Эффективность действия замедлителей горения оценивают эмпирическим путем по факторам, указывающим на снижение горючести материала. К этим факторам относятся:

Образование негорючих газов, которые уменьшают содержание горючих компонентов в газовой смеси, а также вероятность контакта кислорода воздуха с нагретой поверхностью материала.

Эндотермическое разложение самих веществ, замедляющих горение.

Деструкция замедлителя горения с образованием акцепторов свободных радикалов, которые взаимодействуют с продуктами цепных реакций в пламени.

Образование прочного кокса или оксидной пленки, или негорючего пенного слоя на поверхности материала, которые уменьшают перенос тепла от пламени к материалу и предотвращают воздействие активных частиц пламени и кислорода воздуха на полимерный материал.

Образование высокодисперсных частиц, которые уменьшают распространение пламени изменением направления химических реакций, приводит к образованию менее реакционноспособных радикалов.

Указанные факторы являются результатом процессов, протекающих в зоне пиролиза и поверхностном слое материала. Таким образом применение замедлителей горения эффективно, если они способствуют:

· образованию графитоподобных веществ;

· получению на поверхности материала негорючей углеродной пены с закрытыми порами;

· возникновению в поверхностных слоях материала парамагнитных центров, прекращающих цепные реакции распада материала, или частиц, активных молекул, ингибирующих горение материала в предпламенной зоне.

Таким образом, при подборе замедлителей горения или антипирирующих составов для различных полимерных материалов необходимо проводить комплексное исследование свойств самих замедлителей горения и антипирирующих составов с учетом изменения свойств этих материалов в процессе термических превращений данных веществ. Кроме того, необходимо знать поведение полученных огнестойких материалов в процессе эксплуатации, при действии экстремальных тепловых нагрузок или при горении..

 

(Снижение пожарной нагрузки)

Пожарная нагрузка — это:

— количество теплоты, отнесенное к единице поверхности пола, которое может выделиться в помещении или здании при пожаре;

— горчие вещества и материалы, находящиеся в помещении (или другой части пространства), способные выделить при горении теплоту.

Уменьшение пожарной нагрузки проводится по следующим параметрам:

— по количеству: уменьшение количества веществ;

— по геометрии: изменение площади размещения пожарной нагрузки, минимального расстояния от высоты пожарной нагрузки до потолка помещения и изменения высоты помещения (при необходимости).

(Нейтрализация и устранение источников зажигания)

Для предотвращения образования горючей среды применяются следующие методы:

- поддержание безопасной концентрации газов, пара или пыли в воздухе, не превышающей нижнего уровня воспламенения;

- герметичность оборудования и изоляция горючей среды;

- замена горючих материалов негорючими;

- правильность размещения горючих веществ и т.д.

Предотвращение возникновения в горючей среде источников зажигания достигается следующими методами:

- соответствующая эксплуатация оборудования, постоянный контроль за исправностью, соблюдение правил пожаробезопасности;

- применение безопасного электрооборудования;

- регламентация максимального нагрева поверхностей, горючих средств;

- применение неискрящего инструмента;

- молниезащита;

- устранение контакта с воздухом и др.

 

(Зонирование территорий площадки)

При проектировании производственных объектов необходимо предусматривать зонирование их территории по функциональному признаку размещаемых зданий и сооружений с учетом технологических связей и обязательным соблюдением требований пожарной безопасности. Указанное зонирование должно быть отражено на генеральных планах производственных объектов, являющихся самостоятельным разделом проектной документации.

По функциональному признаку территорию производственного объекта следует разделять на зоны:

— предзаводскую (за пределами ограды или условной границы предприятия);

— производственную;подсобную;

— складскую.

Зонирование территории заключается в группировании при генеральной планировке предприятий в отдельные комплексы объектов, родственных по функциональному назначению и признаку пожарной опасности. При этом сооружения с повышенной пожарной опасностью располагаются с подветренной стороны. Сюда же относится и правильное устройство внутризаводских ворот, которые должны обеспечивать беспрепятственный удобный проезд пожарных автомобилей к любому зданию, а также выбор мест расположения пожарных депо. Одна из сторон предприятия должна примыкать к дороге общего пользования или сообщаться с ней проездами.

 

(Устройство противопожарных разрывов и преград)

Для предохранения всего здания от распространения огня используют противопожарные преграды, к которым относятся несгораемые перекрытия и противопожарные стены. Последние должны опираться на фундаменты или фундаментные балки, возводиться на всю высоту здания или сооружения и разделять сгораемые и трудносгораемые конструкции. При этом при сгораемом или несгораемом и трудносгораемом перекрытиях со сгораемым утеплителем противопожарные стены должны быть на 60 см выше кровли, при несгораемом и трудносгораемом перекрытиях с трудносгораемым утеплителем – на 30 см. Противопожарные стены в зданиях со сгораемыми или трудносгораемыми наружными стенами должны выступать за плоскость наружных стен, карнизы и свесы крыши не менее чем на 30 см или примыкать к несгораемым карнизам шириной в плане не менее 1,8 м с одной и с другой стороны от противопожарной стены. С целью ограничения распространения пожара по вертикали устраивают несгораемые междуэтажные перекрытия, к которым относятся перекрытия по стальным балкам с несгораемым заполнителем и железобетонные.

Во избежание распространения пожара с одного здания на другое между зданиями устраивают противопожарные разрывы, за ширину которых принимают расстояние между наружными стенами. Наименьшее расстояние между зданиями и сооружениями принимаются в зависимости от степени огнестойкости.

 

115 (Техническое обеспечение снижения задымляемости зданий и их отдельных частей)

 

Снижение задымляемости зданий и их отдельных частей осуществляется через оконные, аэрационные фонари и иные конструктивные проемы (воздуховоды, ворота и т. д.), а также с помощью устройств противодымной защиты зданий. Эта защита достигается конструктивными, объемно-планировочными и спец. инженерными решениями, посредством к-рых обеспечивается подпор воздуха на лестничных клетках, разрежение его на этажах, где возник пожар, удаление дыма из здания и его частей. Для дымо-удаления предусматриваются вытяжные дымовые шахты, оборудованные мех. вентиляцией. Имеются также устройства, действие к-рых основано на естеств. гравитац. газообмене зданий с окружающей средой.

 

 

116 (Обустройство эвакуационных выходов)

 

аварийный выход - дверь, люк или иной выход, которые ведут на путь эвакуации, непосредственно наружу или в безопасную зону, используются как дополнительный выход для спасания людей, но не учитываются при оценке соответствия необходимого количества и размеров эвакуационных путей и эвакуационных выходов и которые удовлетворяют требованиям безопасной эвакуации людей при пожаре;

 

Количество и ширина эвакуационных выходов из помещений, с этажей и из зданий определяются в зависимости от максимально возможного числа эвакуирующихся через них людей и предельно допустимого расстояния от наиболее удаленного места возможного пребывания людей (рабочего места) до ближайшего эвакуационного выхода.

Части здания различной функциональной пожарной опасности, разделенные противопожарными преградами, должны быть обеспечены самостоятельными эвакуационными выходами

 

Подробно:

6.12 Не менее двух эвакуационных выходов должны иметь:

3. помещения класса Ф 1.1, предназначенные для одновременного пребывания более 10 чел.;

4. помещения подвальных и цокольных этажей, предназначенные для одновременного пребывания более 15 чел.; в помещениях подвальных и цокольных этажей, предназначенных для одновременного пребывания от 6 до 15 чел., один из двух выходов допускается предусматривать в соответствии с требованиями 6.20, г;

5. помещения, предназначенные для одновременного пребывания более 50 чел.;

6. помещения класса Ф5 категорий А и Б с численностью работающих в наиболее многочисленной смене более 5 чел., категории В более 25 чел. или площадью более 1000 м2;

7. открытые этажерки и площадки в помещениях класса Ф5, предназначенные для обслуживания оборудования, при площади пола яруса более 100 м2 для помещений категорий А и Б и более 400 м2 для помещений других категорий.

Помещения класса Ф 1.3 (квартиры), расположенные на двух этажах (уровнях), при высоте расположения верхнего этажа более 18 м должны иметь эвакуационные выходы с каждого этажа.

6.13 * Не менее двух эвакуационных выходов должны иметь этажи зданий класса:

· Ф 1.1; Ф 1.2; Ф 2.1; Ф 2.2; Ф3; Ф4;

· Ф 1.3 при общей площади квартир на этаже, а для зданий секционного типа на этаже секции более 500 м2; при меньшей площади (при одном эвакуационном выходе с этажа) каждая квартира, расположенная на высоте более 15 м, кроме эвакуационного должна иметь аварийный выход по 6.20;

· Ф5 категорий А и Б при численности работающих в наиболее многочисленной смене более 5 чел., категории В 25 чел.

Не менее двух эвакуационных выходов должны иметь подвальные и цокольные этажи при площади более 300 м2 или предназначенные для одновременного пребывания более 15 чел.

В зданиях высотой не более 15 м допускается предусматривать один эвакуационный выход с этажа (или с части этажа, отделенной от других частей этажа противопожарными преградами) класса функциональной пожарной опасности Ф1.2; Ф3 и Ф 4.3 площадью не более 300 м2 с численностью не более 20 человек и при оборудовании выхода в лестничную клетку дверями 2-го типа (по таблице 2).

6.14 Число эвакуационных выходов с этажа должно быть не менее двух, если на нем располагается помещение, которое должно иметь не менее двух эвакуационных выходов.

Число эвакуационных выходов из здания должно быть не менее числа эвакуационных выходов с любого этажа здания.

6.15 * При наличии двух эвакуационных выходов и более они должны быть расположены рассредоточено (за исключением выходов из коридоров в незадымляемые лестничные клетки). Минимальное расстояние L, м, между наиболее удаленными один от другого эвакуационными выходами следует определять по формулам:

из помещения — Li 1,5 P /(n-1)
из коридора — Li 0,33 D /(n-1)
где Р — периметр помещения, м;
n — число эвакуационных выходов;
D — длина коридора, м.

При наличии более двух и более эвакуационных выходов общая пропускная способность всех выходов, кроме каждого одного из них, должна обеспечить безопасную эвакуацию всех людей, находящихся в помещении, н этаже или в здании

6.16 Высота эвакуационных выходов в свету должна быть не менее 1,9 м, ширина не менее:

· 1,2 м из помещений класса Ф1.1 при числе эвакуирующихся более 15 чел., из помещений и зданий других классов функциональной пожарной опасности, за исключением класса Ф1.3, более 50 чел.;

· 0,8 м во всех остальных случаях.

Ширина наружных дверей лестничных клеток и дверей из лестничных клеток в вестибюль должна быть не менее расчетной или ширины марша лестницы, установленной в 6.29.

Во всех случаях ширина эвакуационного выхода должна быть такой, чтобы с учетом геометрии эвакуационного пути через проем или дверь можно было беспрепятственно пронести носилки с лежащим на них человеком.

6.17 Двери эвакуационных выходов и другие двери на путях эвакуации должны открываться по направлению выхода из здания.

Не нормируется направление открывания дверей для:

• а) помещений классов Ф1.3 и Ф1.4;

• б) помещений с одновременным пребыванием не более 15 чел., кроме помещений категорий А и Б;

• в) кладовых площадью не более 200 м2 без постоянных рабочих мест;

• г) санитарных узлов;

• д) выхода на площадки лестниц 3-го типа;

• е) наружных дверей зданий, расположенных в северной строительной климатической зоне.

6.18 * Двери эвакуационных выходов из поэтажных коридоров, холлов, фойе, вестибюлей и лестничных клеток не должны иметь запоров, препятствующих их свободному открыванию изнутри без ключа. В зданиях высотой более 15 м указанные двери, кроме квартирных, должны быть глухими или с армированным стеклом.

Лестничные клетки, как правило, должны иметь двери с приспособлениями для самозакрывания и с уплотнением в притворах.

В лестничных клетках допускается не предусматривать приспособления для самозакрывания и уплотнение в притворах для дверей, ведущих в квартиры, а также для дверей, ведущих непосредственно наружу.

Двери эвакуационных выходов из помещений с принудительной противодымной защитой, в том числе из коридоров, должны быть оборудованы приспособлениями для самозакрывания и уплотнением в притворах. Двери этих помещений, которые могут эксплуатироваться в открытом положении, должны быть оборудованы устройствами, обеспечивающими их автоматическое закрывание при пожаре.

6.19 Выходы, не отвечающие требованиям, предъявляемым к эвакуационным выходам, могут рассматриваться как аварийные и предусматриваться для повышения безопасности людей при пожаре. Аварийные выходы не учитываются при эвакуации в случае пожара.

 

Строительные нормы и правила СНиП 21-01-97