Класс пожарной опасности строительных конструкций. О чем он говорит, как его получают и можно ли его рассчитать?
Класс пожарной опасности – классификационная характеристика пожарной опасности строительной конструкции или системы утепления наружных стен зданий (их облицовок с внешней стороны), которую присваивают на основании результатов огневых испытаний, проводимых по СТБ 1961-2009.
В зависимости от виды испытываемой конструкции по этому стандарту выделяют два вида испытаний:
определение пожарной опасности для строительных конструкций – метод А;
определение пожарной опасности для систем утепления наружных стен зданий и их облицовок с внешней стороны– метод Б.
При этом схема испытаний класса пожарной опасности по методу А отличается для стержневых (колонны, балки и т.п) и ограждающих конструкций (перекрытие, перегородка, покрытие и т.д.), каждая из которых еще имеет отличия для вертикальных и горизонтальных конструкций.
Рисунок 1 – Схемы установки на печь вертикальных и горизонтальных стержневых конструкций (а – горизонтальной конструкции; б – вертикальной)
Сущность метода А определения пожарной опасности строительных конструкций заключается в определении размеров повреждения экспериментального образца строительной конструкции (ограждающих – размерами не менее 2,0×2,0 м стержневых – по размеру печи), а также иных тепловых эффектов в контрольных зонах за пределами зоны огневого воздействия в течение времени, соответствующего минимальному требуемому пределу огнестойкости испытываемой конструкции, но не более 45 мин. Т.е. конструкции, например, с требуемым пределом огнестойкости EI30 испытывают 30 минут, а для EI60 – 45 минут.
Огневое воздействие в печи соответствует стандартному температурному режиму согласно ГОСТ 30247.0. На практике горизонтальные стержневые конструкции принимают длиной 2 – 2,5 м, а вертикальные – 4,0 м.
Пламя горелок печи при этом непосредственно не попадает на образец, а нагревает до высоких температур косвенными конвективными потоками и излучением стенок печи. При этом со стороны контрольных зон (их как минимум две) оставляют открытый зазор между стенкой/крышкой печи и образцом шириной 50 мм для свободного проникновения конвективных потоков наружу, с других сторон зазор закрывают мягким негорючим уплотнителем. Контрольная зона начинается по линии проекции внутренней стороны стенок печи.
К испытаниям готовят 2 идентичных образца (допускается один, но в таком случае условия более жесткие – повреждения условно увеличивают на 20 %), при этом в случае различия результатов испытаний более чем на 20 %, необходимо испытать третий образец, а результат принять как среднее арифметическое двух худших размеров повреждений.
Рисунок 2 – Схемы установки на печь вертикальных и горизонтальных ограждающих конструкций (а – горизонтальной конструкции; б – вертикальной)
Что же влияет на класс пожарной опасности строительной конструкции?
Пожарную опасность конструкции характеризуют:
– наличием пламенного горения газов, выделяющихся при термическом разложении материалов образца на необогреваемых поверхностях, продолжительностью не менее 5 с;
– наличием горящего расплава, вытекающего из торцов образца или стекающего по поверхности образца в пределах контрольной зоны – при продолжительности его горения более 5 с;
– размером повреждения образца в контрольной зоне и пожарной опасностью материалов, из которых выполнена конструкция, имеющих повреждение в контрольной зоне образца.
При этом повреждением считается обугливание, оплавление и выгорание материалов, из которых изготовлена конструкция, в контрольной зоне на глубину более 2 мм.
Не учитываются повреждения:
- длиной менее 50 мм – для вертикальных конструкций, менее 30 мм – для горизонтальных (для заполнения стыков – соответственно 800 и 500 мм);
- слоев пароизоляции толщиной не более 2 мм;
- повреждений в виде оплавления материалов – при отсутствии видимых следов горения (обугливания).
Итоговое решение о присвоении класса пожарной опасности строительной конструкции по методу А принимают на основании таблицы на рисунке 3:
o К0 (непожароопасные)
o К1 (малопожароопасные)
o К2 (умереннопожароопасные)
o К3 (пожароопасные)
Рисунок 3 – Характеристики классов пожарной опасности ограждающих и стержневых конструкций
Интересный факт!
Согласно п. 4.1.2 СТБ 1961-2009 при присвоении класса пожарной опасности конструкции строительной конструкции (метод А) следует учитывать "наличие пламенного горения газов или расплавов, выделяющихся из конструкции в результате термического разложения составляющих ее материалов". Наличие пламенного горения продолжительностью не менее 5 с (для любого из образцов) фиксируется согласно п.п. 4.7.1, 4.7.2 стандарта.
Однако итоговая классификация класса пожарной опасности конструкций производится в соответствии с п. 4.7.4 и таблицей Г.1 приложения Г стандарта, где параметр пламенного горения отсутствует, а соответственно не может быть учтен (в отличие от аналогичного стандарта Российской Федерации – ГОСТ 30403‑2012).
При этом в случае интенсивного пламенного горения и возникновения угрозы для участников испытаний или испытательной установки опыт может быть остановлен. В таком случае конструкцию могут признать не прошедшей огневые испытания, что эквивалентно присвоению класса пожарной опасности К3.
В каких случаях возможно «назначение» класса пожарной опасности без проведения испытаний?
Без проведения испытаний по методу А допускается присваивать классы пожарной опасности конструкций:
К0 – для конструкций, выполненных только из негорючих материалов;
К3 – для конструкций, выполненных из материалов, хотя бы один из которых является горючим.
Если конструкция имеет класс К0, значит ли, что она не горит? А если К3, всегда ли она горючая?
Практика показывает, что к классу пожарной опасности К0 по результатам испытаний, как правило, относят:
перегородки и перекрытия, выполненные на негорючем каркасе и с негорючими утеплителями, обшитые гипсокартоном (ГКЛ), а также гипсоволокнистыми плитами (ГВЛ) и гипсовыми плитами на стеклоткани. При увеличении количества обшивных листов класс К0 может быть достигнут и с горючим каркасом/горючим утеплителем;
конструкции пенополистиролбетонные;
трехслойные железобетонные панели с утеплителем из пенополистирола с толщиной внутреннего слоя железобетона не менее 90 мм;
покрытия по профилированному настилу с нижним негорючим утеплителем плотностью не менее 100 кг/м3 и толщиной не менее 60 мм и верхним горючим утеплителем.
Во всех перечисленных конструкциях класс К0 достигается двумя способами – малой толщиной горючей компоненты (гипсокартон, пенополистиролбетон) и достаточной тепло/огнезащитой горючих компонент (в остальных перечисленных случаях).
К классу пожарной опасности К1 – К2 (в основном 15 – 30 минутные испытания) относятся некоторые виды трехслойных сэндвич-панелей по стальной облицовке с утеплителем из пенополиуретана (пенополиизоцианурата), при этом некоторые из них, а также практически все варианты с утеплителем из пенополистирола относятся к классу пожарной опасности К3 (в основном 15 – 30 минутные испытания).
Огнезащищенную древесину, пропитанную антипиренами, как правило относят к классу пожарной опасности К1 – К2 (в основном 15 – 30 минутные испытания), К1(45) для древесины может быть достигнуто преимущественно вспучивающимися составами.
Почему характеристика классов пожарной опасности строительных конструкций имеет важное значение в огнестойкости здания? Возможно ли установить класс пожарной опасности расчетом?
По аналогии с группой горючести Г4 и группой распространения пламени РП4 класс пожарной опасности К3 предполагает возможность неограниченного распространения пожара по конструкциям, даже без потенциальной пожарной нагрузки в помещениях.
В настоящее время согласно п. 5.2.5 СН 2.02.05-2020 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» класс пожарной опасности систем утепления наружных стен зданий и облицовки наружных стен зданий с внешней стороны устанавливают по СТБ 1961-2009, т.е. по результатам огневых испытаний, что фактические не позволяет определять его расчетными методами, хотя технически такая возможность не исключена.
Статья подготовлена на основании и с использованием информационных материалов и изысканий кандидата технических наук Вадима Кудряшова.