Огнестойкость зданий и сооружений. Огнестойкость зданий и сооружений поведение строительных конструкций при пожаре
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
Смоленский промышленно-экономический колледж Реферат Тема: «Огнестойкость зданий и сооружений поведение строительных конструкций при пожаре» по специальности 280104 «Пожарная безопасность» Выполнила студентка Смирнова Анастасия Александровна Группа 814 Пжс Преподаватель Галкин Михаил Германович Смоленск 2012 Содержание: Огнестойкость зданий и сооружений. Поведение строительных конструкций при пожаре. Пожарозащитные мероприятия для строительных конструкций. Защита зданий и сооружения от пожара ОГНЕСТОЙКОСТЬ 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. Помещения подразделяют на пять категорий в зависимости от характера веществ и материалов, находящихся в них (табл. 1). Категории помещений  Здание относят к категории А, если суммарная площадь помещений категории А в нем превышает 5% площади всех помещений или 200 м . Если помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения, допускается не относить к категории А здания и сооружения, в которых доля помещений категории А составляет менее 25% (но не более 1000 м2). Здания и сооружения относят к категории Б, если они относятся к категории А и суммарная площадь помещений категорий А и Б превышает 5% суммарной площади всех помещений или 200 м ; допускается не относить здания к категории Б, если суммарная площадь помещений категорий А и Б в здании не превышает 25% суммарной площади всех размещенных в ней помещений (но не более 1000 м2) и эти помещения оборудованы установками автоматического пожаротушения. Здание относят к категории В, если оно не относится к категории А или Б и суммарная площадь помещений категорий А, Б и В превышает 5% (10%, если в здании нет помещений категорий А и Б) суммарной площади всех помещений. Если здание не относится к категориям А, Б и В и суммарная площадь помещений А, Б, В и Г превышает 5% суммарной площади всех помещений, то здание относят к категории Г. Здания, не отнесенные к категориям А, Б, В и Г, относят к категории Д. Строительные конструкции по их поведению при пожаре подразделяются на классы огнестойкости. Различают классы огнестойкости Б для стен, перекрытий, главных балок и лестниц, для ненесущих наружных стен, подоконных частей и парапетов, а также Т для дверей, клапанов, рольставен и ворот. Для каждой конструкции получен предел огнестойкости в часах путем пожарных испытаний (табл. 15.17). Пример: класс огнестойкости Б 120 В для стены означает, что она состоит из горючих строительных материалов и до появления огня на противоположной пожару стороне должно пройти 120 минут.  Для защиты строительных конструкций здания от пожара необходимо принимать в основном строительные меры. Они зависят от: Одно - или двухстороннего воздействия пожара, применяемого строительного материала ипи состава материалов, Размеров конструкций, например стройность колонны, конструкции частей зданий, например присоединения, опирание, виды стыков, крепления, средства связи между элементами и швы, Устройства одежды, например обетонирование, штукатурки, подвесные потопки или обпицовки конструкций.  Цель классификации 1. Пожарно-техническая классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков применяется для установления требований пожарной безопасности к системам обеспечения пожарной безопасности зданий, сооружений и строений в зависимости от их функционального назначения и пожарной опасности. 2. Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, классы их функциональной и конструктивной пожарной опасности указываются в проектной документации на объекты капитального строительства и реконструкции. Пожарно-техническая классификация зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков 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 1. 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. 2. Порядок определения степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков устанавливается статьей 87 настоящего Федерального закона. Требования к огнестойкости и пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков 1. Степень огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков должна устанавливаться в зависимости от их этажности, класса функциональной пожарной опасности, площади пожарного отсека и пожарной опасности происходящих в них технологических процессов. 2. Пределы огнестойкости строительных конструкций должны соответствовать принятой степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков. Соответствие степени огнестойкости зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков и предела огнестойкости применяемых в них строительных конструкций приведено в таблице 21 приложения к настоящему Федеральному закону. 3. Пределы огнестойкости заполнения проемов (дверей, ворот, окон и люков), а также фонарей, в том числе зенитных, и других светопрозрачных участков настилов покрытий не нормируются, за исключением заполнения проемов в противопожарных преградах. 4. На незадымляемых лестничных клетках типа H1 допускается предусматривать лестничные площадки и марши с пределом огнестойкости R15 класса пожарной опасности К0. 5. Класс конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков должен устанавливаться в зависимости от их этажности, класса функциональной пожарной опасности, площади пожарного отсека и пожарной опасности происходящих в них технологических процессов. 6. Класс пожарной опасности строительных конструкций должен соответствовать принятому классу конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков. Соответствие класса конструктивной пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков классу пожарной опасности применяемых в них строительных конструкций приведено в таблице 22 приложения к настоящему Федеральному закону. 7. Пожарная опасность заполнения проемов в ограждающих конструкциях зданий, сооружений, строений (дверей, ворот, окон и люков) не нормируется, за исключением проемов в противопожарных преградах. 8. Для зданий, сооружений и строений класса функциональной пожарной опасности Ф1.1 должны применяться системы наружного утепления класса пожарной опасности К0. 9. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности. 10. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности. Пожарная опасность строительных материалов определяется следующими пожарно-техническими характеристиками: горючестью, воспламеняемостью, распространением пламени по поверхности, дымообразующей способностью и токсичностью. Строительные материалы подразделяются на негорючие (НГ) и горючие (Г). Горючие строительные материалы подразделяются на 4 группы: Г1 (слабогорючие); Г2 (умеренногорючие); ГЗ (нормальногорючие); Г4 (сильногорючие). Горючесть и группы строительных материалов по горючести устанавливают по ГОСТ 30244-94. «Материалы строительные. Методы испытания на горючесть». Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются. Горючие строительные материалы по воспламеняемости подразделяются на 3 группы: В1 (трудновоспламеняемые); В2 (умеренновоспламеняемые); ВЗ (легковоспламеняемые). Горючие строительные материалы по распространению пламени по поверхности подразделяются на 4 группы (5.6): РП1 (нераспространяющие); РП2 (слабораспространяющие); РПЗ (умереннораспространяющие); РП4 (сильнораспространяющие). ПОВЕДЕНИЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ ПРИ ПОЖАРЕ Поведение бетонных конструкций при пожаре Под поведением строительных материалов в условиях пожара понимают комплекс физико-химических превращений, приводящих к изменению состояния и свойств материала под влиянием интенсивного высокотемпературного нагрева. Особенности поведения любых конструкций при пожаре основываются, в первую очередь, на поведении строительных материалов, из которых они состоят. Чтобы понять, какие изменения происходят в структуре материала и как меняются его свойства, т. е. как влияют внутренние факторы на поведение материала в условиях пожара, необходимо хорошо знать материал — его происхождение, сущность технологии изготовления, состав, начальную структуру и свойства. Свойствами, характеризующими поведение строительных материалов в условиях пожара, называют способность материалов реагировать на воздействие внешних и внутренних факторов: силовых, влажностных, температурных и др. Все свойства материалов взаимосвязаны. Они зависят от вида, состава, строения материала. Ряд из них оказывает более существенное, другие — менее существенное влияние на пожарную опасность и поведение материалов в условиях пожара. Применительно к изучению и объяснению характера поведения строительных материалов в условиях пожара следует, в качестве основных, выделить физические, механические и теплофизические свойства. Физические свойства: объемная масса, плотность, пористость, гигроскопичность, водопоглощение, водопроницаемость, парогазопроницаемость. Механические свойства: прочность и деформативность. Теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, температуропроводность, тепловое расширение и теплостойкость. Бетоны относятся к группе безобжиговых искусственных каменных материалов, получаемых в результате затвердевания смеси вяжущего вещества, воды и заполнителя (мелкого — кварцевого песка и крупного — из горных пород либо отходов промышленности). Их классифицируют по объемной массе: - особо тяжелые — объемная масса 2 500–6 000 кг/м3 (заполнитель — чугун, свинец), применяют для сооружений биологической защиты; - тяжелые (обычные) — объемная масса 2 200–2 500 кг/м3 (крупный заполнитель из тяжелых горных пород в виде щебня или гравия, мелкий — кварцевый песок), применяют для несущих строительных конструкций; - облегченные — объемная масса 1 900–2 200 кг/м3, применяют для несущих строительных конструкций; - легкие — объемная масса 1 200–1 800 кг/м3 (на легких крупных заполнителях из природных и искусственных каменных материалов и мелкого песка), применяют для несущих и ограждающих конструкций; - особо легкие — объемная масса 1 200 кг/м3 (без крупного заполнителя), применяют в основном для ограждающих конструкций. Особо легкие (ячеистые) бетоны получают путем введения в раствор вяжущего пенообразователя (пенобетон) либо газообразователя (газобетон). После затвердевания бетона определяют класс бетона по прочности (путем механического испытания на сжатие образцов). Существуют классы бетона по прочности — от В-1 до В-60. Среднее значение коэффициента теплопроводности тяжелых бетонов — 1,7, легких и ячеистых — 0,16–0,64 Вт/м °С. Бетон применяют при производстве сборных и монолитных железобетонных конструкций. Железобетон отличается от бетона наличием стальной арматуры, воспринимающей растягивающие усилия от внешних нагрузок, которые бетон не воспринимает, т. к. его прочность при растяжении очень незначительна. Характер поведения каменных материалов в условиях пожара в принципе аналогичен для всех материалов, отличаются лишь количественные показатели. Специфические особенности обусловлены действием внутренних факторов, присущих анализируемому материалу (при анализе поведения материалов в идентичных условиях действия внешних факторов). Поскольку бетон является композиционным материалом, его поведение при нагреве зависит от поведения цементного камня, заполнителя и их взаимодействия. Мы рассмотрели в отдельности поведение при нагреве цементного камня и природных каменных материалов, а теперь отметим лишь особенности взаимодействия компонентов бетона при нагреве. Одна из особенностей — химическое соединение при нагреве до 200 °С гидроксида кальция с кремнеземом кварцевого песка (этому способствуют условия, аналогичные тем, что создают в автоклаве для быстрого твердения бетона: повышенное давление, температура, влажность воздуха). В результате такого соединения образуется дополнительное количество гидросиликатов кальция. Кроме того, при этих же условиях происходит дополнительная гидратация клинкерных минералов цементного камня. Все это способствует некоторому повышению прочности (рис. 2, кривая 1). При нагреве бетона выше 200 °С возникают противоположно направленные деформации претерпевающего усадку вяжущего и расширяющегося заполнителя, что снижает прочность бетона (рис. 3) наряду с деструктивными процессами, происходящими в вяжущем и заполнителе. Расширяющаяся влага при температурах от 20 до 100 °С давит на стенки пор, и фазовый переход воды в пар тоже повышает давление в порах бетона, что приводит к возникновению напряженного состояния, снижающего его прочность. По мере удаления свободной воды прочность бетона может возрастать. При прогреве образцов бетона, заранее высушенных в сушильном шкафу при температуре 105–110 °С до постоянной массы, физически связанная вода отсутствует, поэтому такого резкого снижения прочности в начале нагрева не наблюдается. При остывании бетонов после нагрева прочность, как правило, практически соответствует прочности при той максимальной температуре, до которой образцы были нагреты. У отдельных видов бетона она при остывании несколько снижается за счет более длительного нахождения материала в нагретом состоянии, что способствовало более глубокому протеканию в нем негативных процессов. Деформативность бетона по мере прогрева увеличивается за счет увеличения его пластичности. Как видно по мере повышения нагрузки уменьшаются деформации расширения и увеличиваются деформации сжатия, а разрушение (утрата целостности) образцов происходит при меньших температурах и деформациях, чем при малых нагрузках. По результатам таких испытаний строят графики зависимости температуры (критической), при которой произошла утрата целостности образца, от величины относительной нагрузки на него при огневом испытании. Строят их в виде, показанном на, и называют величину λδ относительной прочностью либо коэффициентом изменения прочности бетона при нагреве. Эта величина всегда меньше единицы (по физическому смыслу — относительное напряжение от внешней нагрузки). Методика таких испытаний не позволяет зафиксировать увеличение прочности материала в начале нагрева, даже если оно и имеет место. Чем выше относительная нагрузка на образец, тем при меньшей критической температуре он разрушится. По этой зависимости исследователи делают вывод, что с увеличением температуры прочность бетона падает при испытании в напряженном состоянии. Кроме того, строительные конструкции из тяжелого бетона (железобетона) склонны к взрывообразной потере целостности (взрывообразному разрушению) при пожаре. Это явление наблюдается у конструкций, материал которых имеет влагосодержание выше критической величины, при интенсивном подъеме температуры при пожаре. Чем плотнее бетон, ниже его паропроницаемость и больше микропор, тем он более склонен к возникновению такого явления несмотря на более высокую прочность. Легкие и ячеистые бетоны с объемной массой ниже 1 200 кг/м3 не склонны к взрывообразной потере целостности. Каменные материалы не горят в условиях пожара, но одни более, другие менее существенно снижают прочность. Поэтому подбор природных или изготовление искусственных каменных материалов с необходимыми свойствами зависит от области их применения в строительстве. |