Способы повышения огнестойкости здания.

Почему все чаще загораются здания и в пламени гибнет все больше людей? Ответ нужно искать, анализируя целый комплекс факторов, среди которых — пренебрежение правилами пожарной безопасности не только со стороны населения, но и среди строителей и служб эксплуатации зданий различного назначения. Хотя при проектировании любого здания одним из первостепенных моментов является его пожарная безопасность, нередко в целях удешевления строительства предпочтение отдается не самым пожаробезопасным строительным решениям и материалам. Зачастую здание, буквально напичканное разнообразными горючими материалами, страдает из-за безответственности и безграмотности населения в отношении пожарной безопасности. Статистика утверждает, что более половины всех пожаров возникает из-за неосторожного обращения с огнем, а еще 20% — в результате нарушения правил устройства и эксплуатации электрооборудования.

Безусловно, есть немало способов сделать здания более пожаробезопасными, повысить важнейший показатель для сооружений — огнестойкость, то есть способности строительной конструкции сопротивляться воздействию высоких температур при пожаре.

Предел огнестойкости строительных конструкций — это время в минутах с момента начала пожара до выхода конструкции из строя (обрушения, необратимых деформаций, образования сквозных трещин) или прогрева противоположной от огня поверхности до температуры 220°С, выше которой возможно самовоспламенение органических материалов. Например, предел огнестойкости элементов деревянного дома — 15-20 минут, стального каркаса — 30 минут.

 

В современном строительстве для повышения огнестойкости конструкций используются, в основном, огнезащитные составы (пропитки, краски и лаки), которые позволяют перевести горючие материалы в первую группу огнезащитной эффективности. Пропитки предназначены, в основном, для обработки древесины и тканей, то есть тех материалов, которые способны впитывать. Кстати, пожарная инспекция рекомендует обрабатывать огнезащитными пропитками даже ковры и шторы.

Лаки и краски не проникают в структуру материала, а создают защитное покрытие.

Рекомендуемая толщина слоя краски — не менее 200 мкм.

В качестве основания под краску могут использоваться огнестойкие герметики, мастики, шпаклевки и штукатурные растворы. Толщина такого основания обычно не превышает 2 см.
Обработанные (пропитанные) в соответствии с нормативными требованиями деревянные конструкции и ткани по истечении срока действия обработки (пропитки) и в случае потери огнезащитных свойств составов должны обрабатываться повторно.
Действенным способом повышения огнестойкости элементов внутренней отделки считаются огнестойкие обои. Их применяют для отделки интерьеров стен офисов, коридоров общественных зданий, магазинов и прочих гражданских зданий.
Конечно, подобные способы не защитят полностью от огня и пожара. Если пламя действует на конструкцию достаточно долго, то рано или поздно древесина загорится, а металл потеряет устойчивость. Однако эти меры дают определенную гарантию от случайных возгораний (не затушенной сигареты или искры бенгальского огня) и предоставляют лишние минуты при эвакуации.

Как дополнение к указанным мерам проводятся конструктивные мероприятия по повышению огнестойкости и предотвращению вероятности возгорания.

К примеру, элементы интерьера и отделки, выполненные из горючих материалов, должны быть удалены от источников нагревания (каминов, печей и других отопительных приборов) на 30-40 см.

Рекомендуется:

- устройство несгораемых стен — брандмауэров — в зданиях складов, пакгаузов, других протяженных (более 30 м) сооружениях из негорючих стен (чаще всего из керамического кирпича),

- устройство огнезащитных дверей (например, при входе на чердак, мансарду),

- устройство огнезащитных перегородок.

Кроме того, в местах пересечения противопожарных преград и ограждающих конструкций различными инженерными и технологическими коммуникациями образовавшиеся отверстия и зазоры должны быть заделаны строительным раствором или другим негорючим материалом, обеспечивающим требуемый предел огнестойкости и дымогазонепроницаемости.

Но одним из самых действенных способов повышения огнестойкости строительных конструкций является их защита жесткими негорючими экранами — огнестойкими плитами, панелями, цилиндрами и т.п.

 

О применении в строительстве полимерных материалов можно сказать следующее. Статистика констатирует, что большая часть жертв пожара гибнет не непосредственно от воздействия пламени и высоких температур, а от удушья и отравления токсичными газами, которые выделяются в результате горения элементов внутренней отделки, мебели и т.п. Широкий круг органических материалов, в основном, используемых для внутренней и внешней отделки зданий и отдельных помещений, при действии огня не дают открытого пламени, но спекаются, оплавляются и могут выделять при этом дым с целым “букетом” вредных для здоровья человека газов. Древесина при горении выделяет, в основном, углекислый газ, в меньшей степени — угарный газ.

Ряд пластмасс и полимерных теплоизолирующих материалов в изобилии выделяют фенол, оксиды серы, фосфора, соединения фтора и другие токсичные вещества.

Потенциальный источник токсичных продуктов горения в зданиях — теплоизоляция на основе распространенных и доступных вспененных полимеров (пенополистирол, пенополиуретан и др.). В последние десятилетия по причине дешевизны предпочтение отдавалось низкокачественной стекловате с большим количеством полимерного связующего. Эти материалы в зависимости от наличия антипиреновых добавок являются умеренно и сильногорючими. Такие материалы не только не препятствуют распространению огня по внешним и внутренним стенам и перекрытиям, но под воздействием высоких температур некоторые полимеры начинают плавиться и течь, что еще более усугубляет ситуацию.

Между тем, уже давно существует эффективная и негорючая теплоизоляция на основе минеральной ваты из базальтовых горных пород, которая одновременно является и отличным материалом для огнестойкой защиты строительных конструкций.
Минеральная вата — это волокнистый материал, получаемый из силикатных расплавов горных пород с добавлением органического связующего компонента. Химический состав волокон определяет ценные свойства минеральной ваты — высокую химическую стойкость и негорючесть. Более того, изделия из минеральной ваты эффективно препятствуют распространению пламени, а потому широко применяются на Западе в качестве противопожарной изоляции и огнезащиты. И это понятно: минеральные волокна способны выдерживать температуру до 1000°С, хотя органический связующий компонент начинает разрушаться уже при температуре 250°С. При отсутствии деформирующих воздействий даже после разрушения связующего компонента минеральные волокна остаются неповрежденными и связанными между собой, создавая защиту от огня.

Минераловатные изделия могут применяться в качестве утепляющего слоя в таких многослойных системах, как навесные вентилируемые фасады, а также в системах наружного утепления “мокрого” типа, в системах с утеплителем с внутренней стороны ограждающей конструкции (слоистая кладка, трехслойные бетонные или железобетонные панели, трехслойные панели с металлическими обшивками).
Эти внешние изоляционные решения и внутренняя отделка с использованием негорючих минераловатных плит или матов в случае возникновения пожара как внутри здания, так и снаружи (на балконе, у фасада) эффективно препятствуют распространению огня по этажу и по межэтажным перекрытиям. Поэтому особо предпочтительно применение минераловатных плит и матов при изоляции воздуховодов, а также при отделке путей эвакуации — коридоров, холлов, лестниц, ведущих к эвакуационным выходам из здания.

 

Противопожарные преграды.

ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ПРЕГРАДА — строительная конструкция с нормированными пределом огнестойкости и классом конструктивной пожарной опасности конструкции, объемный элемент здания или иное инженерное решение, предназначенные для предотвращения распространения пожара из одной части здания, сооружения в другую или между зданиями, сооружениями, зелеными насаждениями

 

Различают два вида распространения пожаров: линейное и объёмное.

При линейном распространении пожаров возгорание материалов происходит за счёт перемещения фронта пламени по их поверхности. Это распространение пожара характеризуется линейной скоростью распространения фронта пламени по поверхности горючих материалов и конструкций или скоростью приращения площади пожара

 

Эти параметры зависят от физико-химических свойств горючих материалов, расположения их в пространстве и других условий.

Например, скорость распространения пламени по вертикали (снизу - вверх) значительно больше, чем по горизонтали при всех прочих равных условиях.

Ускорению распространения пожара способствует также повышение температуры в объёме помещения, которое ускоряет химические процессы, обусловливающие горение.

Наличие конвективного и лучистого теплообмена может вызвать появление новых очагов пожара без непосредственного контакта с пламенем. В этом случае говорят об объёмном распространении пожара.

Объёмное распространение пожара наступает в результате нагрева сгораемых конструкций или материалов до температуры самовоспламенения.

Для ограничения распространения пожара проектируют общие и местные противопожарные преграды.

Противопожарные преграды имеют многоцелевое назначение, что обусловливает их эффективность и экономическую целесообразность.

Например, противопожарные стены, перегородки и перекрытия в нормальных условиях эксплуатации зданий со взрыво- и пожаровзрывоопасными процессами исключают перетекание взрывоопасных смесей из одного помещения в другое, выполняя при этом технологические, санитарные и противопожарные функции.

При возникновении пожара противопожарные преграды ограничивают возможную площадь горения и этим обеспечивают успешное тушение пожара и снижение ущерба от него.

ОБЩИЕ ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ ПРЕГРАДЫ предназначены для предотвращения распространения объёмного пожара по всему зданию или за его пределы.

К ним следует отнести: противопожарные стены, перегородки, перекрытия, противопожарные зоны, разрывы, экраны и водяные завесы.

МЕСТНЫЕ ПРЕГРАДЫ ПРЕДНАЗНАЧЕНЫ, главным образом, для ограничения линейного распространения пожара, ограничивающие его распространение по:

– разлитой жидкости (бортики, обваловки, кюветы, дренажи и т.п.)

– поверхности и пустотам конструкции (противопожарные пояса или зоны в плоскости конструкций, диафрагма, засыпки, гребни, выступы)

– технологическим коммуникациям и различным проёмам в смежные помещения (огнезадерживающие заслонки, противопожарные двери и т.п.)

Местные преграды могут самостоятельно выполнять свою функцию (обваловка резервуаров) или входить в состав общих преград (заслонки в противопожарных стенах)

Согласно Техническому регламенту о требованиях пожарной безопасности противопожарные преграды характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.

Огнестойкость противопожарной преграды определяется огнестойкостью ее элементов:

- ограждающей части;

- конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды;

- конструкций, на которые она опирается;

- узлов крепления между ними.

Пределы огнестойкости конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды, конструкций, на которые она опирается, и узлов крепления между ними должны быть не менее требуемого предела огнестойкости ограждающей части противопожарной преграды.

Пожарная опасность противопожарной преграды определяется пожарной опасностью ее ограждающей части с узлами крепления и конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды.

противопожарные преграды классифицируются:

- по способу предотвращения распространения опасных факторов пожара;

- в зависимости от пределов огнестойкости их ограждающей части.

Противопожарные преграды в зависимости от способа предотвращения распространения опасных факторов пожара подразделяются на следующие типы:

1) противопожарные стены;

2) противопожарные перегородки;

3) противопожарные перекрытия;

4) противопожарные разрывы;

5) противопожарные занавесы, шторы и экраны;

6) противопожарные водяные завесы;

7) противопожарные минерализованные полосы.

Пожарный отсек — часть здания, отделенная от других его частей противо­ пожарными преградами.

Противопожарная преграда — конструкция в виде стены, перегородки, пе­рекрытия или объемный элемент здания, предназначенные для предотвраще­ния распространения пожара в примыкающие к ним помещения в течение нор­мируемого времени.

Противопожарная дверь (ворота, окно, люк) — конструктивный элемент, служащий для заполнения проемов в противопожарных преградах и препятс­твующий распространению пожара в примыкающие помещения в течение нор­мируемого времени.

Противопожарный клапан — устройство, автоматически перекрывающее при пожаре проем в ограждающей конструкции, канал или трубопровод и пре­пятствующее распространению огня и дыма в течение нормируемого времени.

Противопожарный занавес — дымонепроницаемая конструкция с нормиру­емым пределом огнестойкости, выполненная из негорючих материалов и опус­каемая при пожаре для отделения сцены от зрительного зала.

Дымозащитная дверь — дверь, предназначенная для предотвращения рас­пространения дыма при пожаре в течение нормируемого времени.

Огнезащитный подвесной потолок — подвесной потолок, предназначенный для повышения огнестойкости защищаемого перекрытия или покрытия.

Эти определения указывают на наличие как общих, так и местных противо­ пожарных преград, используемых для ограничения распространения пожара.

К общим противопожарным преградам относятся противопожарные стены, перегородки, перекрытия, противопожарные зоны.

К местным противопожарным преградам относят такие устройства, как двери, ворота, тамбур-шлюзы, окна, клапаны и люки, пороги, бортики, обвалования и кю­веты, задвижки и т. п., служащие для заполнения проемов общих противопожарных преград или ограничивающих разлив и растекание жидкостей при пожаре, а также препятствующие распространению огня по технологическому оборудованию.

Перегородки и перекрытия тамбур-шлюзов должны быть противопожар­ными.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ УСТРОЙСТВА ПРОТИВОПОЖАРНЫХ ПРЕГРАД

В общем случае противопожарные стены устраиваются для разделения зда­ний на пожарные отсеки, которые могут разделяться на секции противопожар­ными перегородками.

Назначение наружных и внутренних противопожарных стен — ограниче­ние распространения огня между зданиями и внутри здания соответственно.

По способу восприятия нагрузки противопожарные стены делятся на само­несущие, ненесущие (навесные), несущие.

Самонесущие — воспринимают нагрузку только от собственного веса по всей высоте здания и ветровую нагрузку. Такие стены опираются на самостоя­тельные фундаменты и располагаются между двумя рядами колонн.

Ненесущие (навесные) — воспринимают нагрузку только от собственного веса и ветра только в пределах одного этажа или одной панели каркасных зда­нии при высоте этажа не более 6 м.

При большей высоте этажа стены такого типа условно относят к самонесу­щим. Такие стены опираются на фундаментные балки или фундаменты, а навес­ные крепят к колоннам.

Несущие — воспринимают кроме собственного веса, нагрузку от покрытий, перекрытий, крапов и т. п. На такие стены могут опираться фермы, балки, прого­ны и другие конструкции покрытий и перекрытий.

Противопожарные стены 1-го типа применяются для членения зданий на пожарные отсеки,

2-го типа — в качестве стен противопожарных зон 1-го типа, для изоляции встроенных помещений и т. п.

По конструктивному исполнению противопожарные стены подразделя­ют на:

— каркасные со штучным заполнением каркаса кирпичом или каменными блоками;

— каркасно-панельные;

— бескаркасные с использованием штучных изделий (кирпича или камен­ных блоков, шлакобетона и т. п.).

Противопожарные перегородки применяют:

- для выделения взрывопожароо-пасных и пожароопасных технологических процессов в производственных зда­ниях, различных функциональных процессов и мест хранения материальных ценностей, представляющих пожарную опасность;

- для отделения коридоров от взрывопожароопасных и пожароопасных помещений;

- для успешной эвакуации лю­дей из зданий и локализации пожаров в пределах отдельного помещения или пожарной секции.

Перегородки, выполненные из штучных элементов, бывают каркасные и бескаркасные. Также выполняют каркасно-панельные перегородки. При этом обращают внимание на герметизацию стыков между панелями и герметизацию стыков перегородки с другими конструкциями. Как правило, эти стыки уплотня­ют минерально-волокнистыми прокладками с последующей замазкой цемент­ным раствором толщиной 20 мм.

Противопожарные перекрытия предназначены для предотвращения рас­пространения пожара на выше - и нижерасположенные этажи здания или соору­жения.

Перекрытия должны примыкать к наружным стенам из негорючего матери­ала без зазоров. Если наружные стены зданий выполнены из материалов рас­пространяющих огонь или с остеклением, расположенным в уровне перекры­тия, перекрытия должны пересекать эти стены и остекление.

Перекрытия, как правило, устраивают без проемов. При необходимости уст­ройства проемов их защищают противопожарными люками и клапанами соот­ветствующего типа.

Наибольшее распространение в строительстве получили перекрытия 2-го и 3-го типов. Перекрытия 1-го типа устраиваются над первым этажом многоэтаж­ных складских зданий в случаях, когда площадь первого этажа принимается по нормам одноэтажных зданий.

Тамбур-шлюзы (ТШ) предусматриваются в случаях, когда помимо защиты дверных и технологических проемов требуется обеспечить их надежную газо-дымонепроницаемость (отличие от тамбуров вообще). Для этого в объеме ТШ специальными вентиляционными установками создается избыточное давление (подпор воздуха) не менее 20 Па.

ТШ с постоянным подпором воздуха предусматриваются для защиты про­емов в противопожарных стенах и противопожарных перегородках, отделяю­щих помещения с категориями А и Б от всех смежных помещений, коридоров, лестничных клеток и шахт лифтов.

При изоляции шахт лифтов от помещений с категориями А и Б учитываются требования ПУЭ, согласно которым помещения со взрывоопасной средой отделяются от помещений с нормальной средой дву­мя дверями. Дверь лифтовой шахты при этом не учитывается, так как она связа­на с искрящими контактами.

Тамбур-шлюзы с подпором воздуха при пожаре предусматривают в подвалах для изо­ляции от шахт лифтов и лестничных клеток с выходом в помещения 1-го этажа, если в подвальных помещениях имеется пожарная нагрузка, в незадымляемых лестничных клетках 3-го типа зданий различного назначения и в других случаях по требованию СНиП.

Двери тамбуров-шлюзов со стороны помещений, в которых не применя­ются и не хранятся горючие газы, жидкости и материалы, а также отсутствуют процессы, связанные с образованием горючих пылей, допускается выполнять из нормальногорючих материалов (по ГОСТ 30402) толщиной не менее 4 см и без пустот.

Ширину тамбуров и тамбур-шлюзов следует принимать более ширины проемов не менее чем на 0,5 м (по 0,25 м с каждой стороны проема), а глуби­ну — более ширины дверного или воротного полотна не менее чем на 0,2 м, но не менее 1,2 м.