Классификация конструкций по пожарной опасности. Классы пожарной опасности строительных конструкций. К2 – умереннопожароопасен

На строящихся и эксплуатируемых объектах возникновение пожаров приводит к человеческим жертвам, повреждениям и уничтожению имущества. Обеспечение пожарной безопасности (ПО) регламентируется техническим регламентом (Федеральный закон N 123-ФЗ).

КПОСК

Для соответствия нормативному, фактический КПОСК должен быть равен или превышать требуемый. В нормативной документации строительные конструкции подразделяются на ряд классов:

1. КО - не пожарен. Для этого класса не допускается повреждение конструкций, воспламеняемость и их горение, возникновение теплового эффекта и дымообразование.
2. К1 - отличающиеся малой пожароопасностью. Допустимо повреждение конструкций с горизонтальной поверхностью до 250 и вертикальных до 400 мм с недопустимостью горения и теплового эффекта. Характеристики ПО повреждённых элементов не регламентируются.
3. К2 - умеренная пожароопасность. Допустимо повреждение вертикальных конструкций от 40 до 80 см. Горизонтальных более 25 см.
4. К3 - пожароопасен. Нет ограничений по допускам и регламентации.

Определение ПО строительной конструкции осуществляется по степени её участия в течение пожара с образованием различных опасных факторов. Класс ПО устанавливается экспериментально с созданием условий стандартного пожара и учётом:

• возник ли в процессе горения тепловой эффект или терморазложение конструктивного материала;
• возможного горения газов или расплавов с образованием пламени при термическом разложении материалов;
• величины повреждения конструктивных элементов;
• ПО повреждённых при испытании материалов.

Огнестойкость

На КПОСК значительно влияет степень огнестойкости материалов её изготовления.

Она подразделяется на пять степеней от I до V, в зависимости от уменьшения безопасности, измерение осуществляется в минутах до момента наступления такого предельного состояния:

потери несущей способности, исключающей дальнейшую эксплуатацию вследствие деформаций или обрушений конструктива; нарушение конструктивной целостности при образовании в элементах сквозных трещин или отверстий и поступлением в них газов сгорания или языки пламени; утрачивание теплоизоляции, результатом чего является повышенная, более 180 градусов температура, по сравнению с зарегистрированной при испытаниях.

КПОСК обязан соответствовать классу ПО всего сооружения.

1. Строительные конструкции по пожарной опасности подразделяются на следующие классы:

1) непожароопасные (К0);

2) малопожароопасные (К1);

3) умереннопожароопасные (К2);

4) пожароопасные (К3).

2. Класс пожарной опасности строительных конструкций определяется в соответствии с #M12293 0 902111644 0 0 0 0 0 0 0 2401387241таблицей 6 приложения#S к настоящему Федеральному закону.

3. Численные значения критериев отнесения строительных конструкций к определенному классу пожарной опасности определяются в соответствии с методами, установленными нормативными документами по пожарной безопасности.

Практическое занятие №1

Определение максимально возможной массы горючих веществ при их аварийном выбросе, исходя из условий непожаровзрывоопасности помещения

Метод расчета рекомендован ГОСТ 12.1.004 – 85 для помещений, где обращаются горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости и горючие пыли. Он позволяет определить максимально возможную массу m max горючих веществ при аварийном выбросе которых еще можно относить помещение к непожаровзрывоопасным:

где
-предельно допустимый рост давления для конструкций зданий и оборудования; допускается принимать значения
, равные максимальному избыточному давлению, приводящему к повреждению строительных конструкций; обычно
=5 кПа;

–плотность воздуха в помещении, кг/м 3 ;

–стехиометрическая концентрация горючего газа или пара, об. % ,

;

здесь - стехиометрический коэффициент кислорода в реакции сгорания;

, , , – число атомов С, Н, О и галоидов в молекуле горючего;

–свободный объем помещения, принимаемый равным 80% геометрического объема помещения, м 3 ;

- избыточное давление взрыва стехиометрической газовой смеси, допускается принимать
= 800 кПа;

Z – коэффициент участия горючей среды во взрыве, который может быть рассчитан на основе данных о распределении газа в помещении, допускается принимать значения z из табл. 1.

Таблица 1

Максимально возможную массу горючей пыли, при аварийном выбросе которой еще можно относить помещение к невзрывопожароопасным, вычисляется по формуле:

где – удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении, кДж/(кг∙К);

–температура воздуха в помещении, К;

–плотность воздуха в помещении, кг/м 3 ;

–удельная теплота сгорания горючей пыли, кДж/кг;

–коэффициент участия пыли во взрыве; определяется экспериментально, при отсутствии данных
принимается равным 1;

–атмосферное давление, кПа.

Практическое занятие №2 Расчет массы горючих газов, паров лвж и горючих пылей, поступающих в помещение

В качестве расчетного следует выбирать наиболее не­благоприятный вариант аварии или период нормальной работы аппаратов, при котором во взрыве участвует наибольшее количество веществ или материалов, наиболее опасных в отношении последствий взрыва.

Варианты аварии и количество поступивших в поме­щение веществ, которые могут образовы­вать взрывоопасные газовоздушные или паровоздушные смеси, определяются исходя из следующих предпосылок.

1. Происходит авария одного из аппара­тов, все содержимое аппарата поступает в помещение и одновременно происходит утечка вещества из трубопроводов, питаю­щих аппарат по прямому и обратному по­току в течение времени, необходимого для отключения трубопроводов. Время отклю­чения трубопроводов определяется в каж­дом конкретном случае исходя из реальной обстановки и должно быть минимальным с учетом паспортных данных на запорные устройства, характера технологического про­цесса и вида расчетной аварии. Под вре­менем отключения т следует понимать про­межуток времени от начала возможного поступления горючего вещества из трубо­провода (перфорация, разрыв и т. п.) до полного прекращения поступления ГГ или ЛВЖ в помещение. Время с начала аварии до отключения трубопроводов принимается равным удвоенному времени отключения насосов, срабатывания задвижки, отсекателя или вентиля по паспортным данным при автоматическом отключении и равным 900 с при ручном отключении.

2. Происходит испарение с поверхности разлившейся жидкости. Площадь испарения при разливе на пол oпрeделяется (при отсутствии справочных данных) исходя из расчета, что 1 л смесей и растворов содержащих 70 % и менее (по массе) растворителей, разливается на площади 0,5 м 2 , а остальных жидкостей - на 1 м 2 пола помещения; происходит также испарение жидкости из емкостей, эксплуатируемых с открытым зеркалом жидкости, или со свежеокрашенных поверхностей. Длительность испарения жидкости принимается равной времени ее полного испарения 3600 с.

3. Аварии предшествовало пыленакопление в производственном помещении, происходящее в условиях нормального режима работы (пылевыделение из негерметичного производственного оборудования).

4. В момент аварии произошла внезапная разгерметизация одного из технологических аппаратов, за которой последовал аварийный выброс в помещение всей находящейся в аппарате пыли.

Пожар – страшное стихийное бедствие, на борьбу с которым тратится много сил и средств федерального бюджета страны. Для обеспечения пожарной безопасности зданий были разработаны комплексные меры, чтобы свести к минимуму возможность человеческих жертв. Чтобы понять какова опасность возгорания того или иного здания, они разделяются на категории. Одним из трех критериев по которым можно определить категорию является класс конструктивной пожарной опасности.

Определение

Класс конструктивной пожарной опасности (в дальнейшем ПО) – это характеристика зданий, пожарных отсеков (частей здания, огороженная противопожарными стенами) и помещений. Определяется тем, насколько строительная конструкция участвует в развитии пожара и формирует опасные для жизни факторы.

Классификация ПО зданий

Класс конструктивной ПО зданий и других строений обозначается С0, С1, С2, С3, по убыванию безопасности.

• С0 – наиболее безопасен, конструкции для него выполняются из негорючих материалов (НГ), не создающих при пожаре теплового эффекта, повреждений, токсичных веществ.
• С1 – разрешено применение нескольких конструкций из малогорючих материалов (Г1).
• С2 – применение для построения конструкции Г1 и Г2.
• С3 – не предъявляют регламентированных требований к конструкциям (кроме лестничных клеток и ступеней лестниц, стен, противопожарных преград).

Умеренные значения для материалов: горючесть (Г), воспламеняемость (В) и дымообразующая способность (Д), определяются ГОСТ 12.1.044.

Любое здание состоит из различных конструкций, к ним относятся:

• Несущие стержневые элементы.
• Наружные стены.
• Внутренние перегородки и перекрытия.
• Стены на лестничных клетках.
• Лестничные марши и площадки.

Из совокупности пожароопасности всех конструкций устанавливается класс конструктивной ПО здания.

Классы ПО строительных конструкций

Класс функциональной ПО зависит от предназначения и технологичной деятельности, производимых в здании и его частях.
Строительные конструкции должны отвечать требованиям пожарной безопасности. Для этого фактический класс пожароопасности обязан соответствовать требуемому по формуле: Кф больше или = Ктр.

Выделяют 4 класса пожароопасности строительных конструкций (по ГОСТ 30403):

К0 – непожароопасен

Допускает: повреждение конструкций (в см) вертикальных 0, горизонтальных 0, теплового эффекта или горения не допускает. Характеристики пожароопасности поврежденного материала по группам: горючесть, воспламеняемость, дымообразование не допускает.

К1 – малопожароопасен

Допускает: повреждение конструкций (в см) до 40 вертикальных и до 25 горизонтальных. Теплового эффекта или горения не допускает. Характеристики пожароопасности поврежденного материала по группам: горючесть, воспламеняемость, дымообразование – не регламентируется до оговоренных повреждений конструкций, после Г2, В2, Д2 *.

К2 – умереннопожароопасен

Допускает: повреждение конструкций вертикальных >40, но <80, горизонтальных >25.

К3 – пожароопасен

Нет никаких допусков, не регламентируются.

Регламентирующие документы

Основным документом, которым руководствуются при определении классов, является Технический регламент о требованиях пожарной безопасности.

Так, например, класс конструктивной пожароопасности здания должен соответствовать классу ПО строительных конструкций, по таблице 22, которая прописана в этом регламенте.

Определение класса всеобъемлющий процесс, надо учесть:

• количество этажей в здании;
• функциональную пожароопасность;
• размер (площадь) здания или пожарного отсека;
• пожароопасность происходящих внутри процессов;
• категорию здания;
• расстояние до соседних сооружений.

На установление класса пожароопасности строительных конструкций (К) влияют:

• Возможный тепловой эффект (горение или термическое разложение материалов конструкции).
• Пламенное горение газов или расплавленных материалов конструкции.
• Степень повреждений, возникших при испытании горением или термическим разложением.
• Пожароопасные характеристики материалов конструкции.

Огнестойкость

Для того чтобы классифицировать к какой же категории принадлежит то или иное здание помимо класса конструктивной ПО, необходимо учесть еще два параметра: степень огнестойкости и класс функциональной пожарной опасности.

Важно правильно оценить огнестойкость несущих элементов здания: они отвечают за устойчивость и геометрическую непоколебимость при пожаре. К ним относятся стены, колонны, ригели, балки, фермы, арки, связи и др.

Огнестойкость – характеризуется пятью степенями (I, II, III и т. д. по уменьшению безопасности). Зависит от предела огнестойкости, который устанавливается по ГОСТ 30247. Измеряется в минутах до предельного состояния (потери строительной конструкцией): R – несущей способности, E – целостности, I – теплоизоляции. Определяется с помощью стандартных испытаний методиками, отвечающими нормам по пожарной безопасности.

Так как огнестойкость определяется опытным путем, то было выяснено, что одну и ту же конструкцию, относят в различных ситуациях к разным классам ПО, а зависит это от времени теплового воздействия. Это время указывается в минутах. У каждой конструкции есть предел теплового воздействия.

• К0 (15) – непожароопасна при тепловом воздействии в 15 минут.
• К1 (25) – малоопасна при воздействии в 25 минут.
• К2 (35) – умеренноопасна, при тепловом воздействии в 35 минут.

Классы пожароопасности, как и пределы огнестойкости, должны устанавливаться в порядке стандартных огневых испытаний на основе методик, определенных ГОСТ 30247, 30402, 30403, ГОСТ Р 51032, ГОСТ 31251. Вне испытаний возможно отнести конструкцию к: К0 при условии выполнения конструкции исключительно из материалов НГ; К3, при выполнении из материалов Г3.

Влияние ПО на выбор строительных материалов

Определение требуемого класса ПО влияет на выбор материалов при строительстве, обозначение огнестойкости. На первом месте стоит безопасность людей и защита их в случае пожара. Противопожарные требования должны учитываться на всех стадиях, от проекта к строительству и эксплуатации здания. Это косвенно поможет в разработке плана эвакуации, спасения людей и материальных ценностей.

Целостность и стойкость здания при пожаре, а также его несущая способность определяются типом конструкции объекта. При этом основополагающими являются три параметра конструкции: материалы и специфика исполнения, огнестойкость, класс пожарной опасности.

Классы ПО строительной конструкции

Пожарная опасность строительной конструкции определяется степенью ее участия в развитии и распространении пожара, создании опасных факторов пожара. Центральным элементом, от которого зависит класс ПО конструкции является материал изготовления.

Выделяют четыре класса пожарной опасности строительных конструкций:

1. К0 - непожароопасные;
2. К1 - малопожароопасные;
3. К2 - с умеренной пожароопасностью;
4. К3 - пожароопасные.

Для определения класса ПО конструкции используют показатели огнестойкости следующих элементов: внутренних и внешних стен, перегородок, лестничных стен, пролетов и площадок, противопожарных преград.

Процесс присвоения класса ПО строительной конструкции

Обычно для отнесения конструктивного элемента к тому или иному классу пожароопасности, его подвергают испытаниям в лабораторных условиях или на специально оборудованных полигонах.

Исключения составляют строительные конструкции или их части, выполненные из абсолютно негорючих материалов. Таким элементам присваивается класс К0.

Строительная конструкция отвечает требованиям пожарной безопасности, если имеющийся класс пожароопасности равен или больше необходимому классу ПО.

Необходимый (требуемый) класс пожарной опасности диктуется нормативными актами, а фактическая величина устанавливается двумя способами:

• путем проведения испытаний на специальных полигонах или огневых установках;
• в соответствии с литературными данными, по справочникам.

Огневые испытания для определения класса ПО строительной конструкции выполняются в двухкамерных установках. В одном из отсеков размером 10*10*10 см сгорает топливо, при этом тепловое воздействие на проверяемый образец осуществляется в обеих камерах.

Контакт конструктивного элемента с горящим топливом длится не более 45 минут.

В установке создается и поддерживается установленный температурный режим, при котором конструкция испытывается на огнестойкость.

Способность к загоранию газов, выделяющихся при термическом разложении элемента конструкции, контролируют путем поднесения пламени к местам выхода этих газов не реже, чем через каждые 5 минут тестирования, или через каждую минуту после появления вспышек газа.

Образование горящего расплава проверяют путем внешнего осмотра конструктивного элемента по возникновению горящих капель, вытекающих из торцевых частей образца или стекающих по его поверхности.

После завершения испытаний и остывания элемента его тщательно осматривают и фиксируют нарушения целостности и повреждения. Размеры дефектов измеряются в сантиметрах.

К повреждениям относят обугливание, оплавление и выгорание элемента на глубину не больше 0,2 см. Для вертикальных конструкций повреждение не может быть длиннее 5 см, для горизонтальных - длиннее 3 см.

Особенности отнесения конструкции к классу ПО

Обозначение класса пожароопасности строительной конструкции расшифровывается как К - конструкция, а соседняя цифра в скобках означает длительность влияния высоких температур на образец в минутах.

С учетом времени теплового контакта конструктивного элемента и сгорающего топлива, одна и та же конструкция может быть отнесена к разным классам ПО.

В ходе проведения испытаний временная характеристика теплового воздействия выбирается в зависимости от необходимого предела огнестойкости конструкции.

Без огневых испытаний можно присвоить класс К0 для материалов группы горючести НГ, или К3 - для конструкций из материалов горючести Г4.

Пожарная опасность строительных материалов характеризуется следующими свойствами:

горючесть;

воспламеняемость;

способность распространения пламени по поверхности;

дымообразующая способность;

токсичность продуктов горения.

По горючести строительные материалы подразделяются на горючие (Г) и негорючие (НГ).

Строительные материалы относятся к негорючим при следующих значениях параметров горючести, определяемых экспериментальным путем: прирост температуры - не более 50 градусов Цельсия, потеря массы образца - не более 50 процентов, продолжительность устойчивого пламенного горения - не более 10 секунд.

Строительные материалы, не удовлетворяющие хотя бы одному из указанных в части 4 настоящей статьи значений параметров, относятся к горючим. Горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы:

• 1) слабогорючие (Г1), имеющие температуру дымовых газов не более 135 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 65 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 20 процентов, продолжительность самостоятельного горения 0 секунд;
• 2) умеренногорючие (Г2), имеющие температуру дымовых газов не более 235 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца не более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 30 секунд;
• 3) нормальногорючие (ГЗ), имеющие температуру дымовых газов не более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца не более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения не более 300 секунд;
• 4) сильногорючие (Г4), имеющие температуру дымовых газов более 450 градусов Цельсия, степень повреждения по длине испытываемого образца более 85 процентов, степень повреждения по массе испытываемого образца более 50 процентов, продолжительность самостоятельного горения более 300 секунд.

Для материалов, относящихся к группам горючести Г1-ГЗ, не допускается образование горящих капель расплава при испытании (для материалов, относящихся к группам горючести Г1 и Г2, не допускается образование капель расплава). Для негорючих строительных материалов другие показатели пожарной опасности не определяются и не нормируются.

По воспламеняемости горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:

• 1) трудновоспламеняемые (В1), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 35 киловатт на квадратный метр;
• 2) умеренновоспламеняемые (В2), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 20, но не более 35 киловатт на квадратный метр;
• 3) легковоспламеняемые (ВЗ), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока менее 20 киловатт на квадратный метр.

По скорости распространения пламени по поверхности горючие строительные материалы (в том числе напольные ковровые покрытия) в зависимости от величины критической поверхностной плотности теплового потока подразделяются на следующие группы:

• 1) нераспространяющие (РП1), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока более 11 киловатт на квадратный метр;
• 2) слабораспространяющие (РП2), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 8, но не более 11 киловатт на квадратный метр;
• 3) умереннораспространяющие (РПЗ), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока не менее 5, но не более 8 киловатт на квадратный метр;
• 4) сильнораспространяющие (РП4), имеющие величину критической поверхностной плотности теплового потока менее 5 киловатт на квадратный метр.

По дымообразующей способности горючие строительные материалы в зависимости от значения коэффициента дымообразования подразделяются на следующие группы:

• 1) с малой дымообразующей способностью (Д1), имеющие коэффициент дымообразования менее 50 квадратных метров на килограмм;
• 2) с умеренной дымообразующей способностью (Д2), имеющие коэффициент дымообразования не менее 50, но не более 500 квадратных метров на килограмм;
• 3) с высокой дымообразующей способностью (ДЗ), имеющие коэффициент дымообразования более 500 квадратных метров на килограмм.

По токсичности продуктов горения горючие строительные материалы подразделяются на следующие группы в соответствии с таблицей 2 приложения к настоящему Федеральному закону:

• 1) малоопасные (Т1);
• 2) умеренноопасные (Т2);
• 3) высокоопасные (ТЗ);
• 4) чрезвычайно опасные (Т4).

В зависимости от групп пожарной опасности строительные материалы подразделяются на следующие классы пожарной опасности:

Для строительных конструкций, а также зданий или сооружений важным фактором является огнестойкость.

Огнестойкость - это способность строительных конструкций сохранять свои рабочие функции под действием высоких температур пожара. Огнестойкость зданий и сооружений делят на пять степеней, которым должны соответствовать пределы огнестойкости строительных конструкций и пределы распространения огня по ним. В соответствии со степенью огнестойкости и категорией пожарной опасности производства определяют этажность здания.

Для жилых зданий количество этажей и допустимая площадь застройки находятся в зависимости от степени огнестойкости. Для промышленных зданий для определения допустимой этажности проводят вначале оценку взрывопожарной опасности производства (категорию пожарной опасности).

Огнестойкость строительных конструкций характеризуется пределом огнестойкости П.

Под пределом огнестойкости понимают время, по истечении которого конструкция теряет несущую или ограждающую способность. Потеря несущей способности означает обрушение строительной конструкции при пожаре. Потеря ограждающей способности означает прогрев конструкции при пожаре до температур, превышение которых может вызвать самовоспламенение веществ, находящихся в смежных помещениях, или образование в конструкции трещин, через которые могут проникать в соседние помещения продукты горения.

Различают фактический и требуемый предел огнестойкости. Требуемая огнестойкость - тот минимальный предел огнестойкости Лтр, которым должна обладать соответствующая строительная конструкция, чтобы удовлетворить требованиям пожарной безопасности. Значения требуемых пределов огнестойкости определяют опытным путем. Фактический предел огнестойкости Пф запроектированных или уже функционирующих конструкций определяют расчетным путем.

По пожарной опасности строительные конструкции подразделяются на четыре класса:

К0 (непожароопасные);

К1 (малопожароопасные);

К2 (умереннопожароопасные);

К3 (пожароопасные).

Класс пожарной опасности строительных конструкций устанавливают по ГОСТ 30403.