Пожарная безопосность при конструировании здания

      Возможно  самовозгорание твердых веществ  по химическим (например, пролив азотной кислоты на дерево ) или микробиологическим процессам (торф, опилки, хлопок и пр.). Микробиологическое разложение вызывает небольшое повышение внутренней температуры, которое оказывается достаточным, чтобы материалы с большой пористостью начали реакцию горения.

                        

      1.4. Оценка пожарной  опасности объектов  

      Определение уровня пожарной опасности здания позволяет  сформировать требования к его конструктивно-планировочному решению и к системам противопожарного оборудования. В зависимости от назначения здания и помещения разделяются по функциональной пожарной опасности на 5 классов:

      - класс Ф1 включает объекты для  постоянного и временного проживания  людей;

      - класс Ф2 содержит здания культурно-просветительского  назначения;

      - класс Ф3 представлен зданиями  с предприятиями по обслуживанию  населения;

      - класс Ф4 включает производственные  объекты, которые, в свою очередь,  подразделяются на категории  по взрывопожароопасности.

      Строительные  конструкции здания в условиях пожара могут повышать или понижать пожарную опасность здания. В зависимости от конструктивной опасности здания делятся на 4 класса: С0, С1, С2 и С3. На класс конструктивной опасности здания влияет пожарная опасность  строительных конструкций, имеющих также четыре класса: К0 ( непожароопасные ), К1 ( малопожароопасные ), К2 ( умеренноопасные ) и К3 ( пожароопасные ).

      Для строительных материалов оценка пожарной опасности выполняется по пяти характеристикам: горючести ( см. 4.6 ), воспламеняемости, по распространению пламени по поверхности, дымообразующей способности и токсичности продуктов горения.

      Таким образом, оценка пожарной опасности  объекта осуществляется комплексным  способом и определяется соответствующими характеристиками для материалов, конструкций  и здания в целом. 

      1.5 Категорирование  производственных  помещений и зданий  по взрывопожароопасности     

      Категорирование производственных помещений и зданий по взрывопожароопасности ( ВПО ) является основой строительного противопожарного нормирования промышленных объектов. ВПО, с одной стороны, определяет условия для возникновения опасных факторов пожара или взрыва. За эту часть отвечает администрация предприятия. С другой стороны, ВПО показывает возможные масштабы и последствия инцидента, которое зависит от конструктивно-планировочного решения здания ( рисунок 6)

      Нормы пожарной безопасности НПБ 105-03 разделяют  производственные помещения и здания на 5 категорий по взрывопожароопасности:

      категория А – взрывопожароопасная. В неё включены производства сероводорода, ацетона, эфира и др. веществ с высокой химической активностью, способных и гореть и взрываться с давлением взрыва более 5кПа; 

                                                                    

      Рис.4.6. 

      категория Б – взрывопожароопасная. Вещества в этих помещениях также могут и гореть и взрываться с избыточным давлением взрыва выше 5кПа, однако химическая активность горючих газов, жидкостей и пылей ниже, чем в категории А;

      категории В1-В4 – пожароопасные. В зависимости от удельной пожарной нагрузки помещения разделяются на категории В1, В2, В3 и В4. Под пожарной нагрузкой понимается энергия, выделяемая при сгорании горючих материалов, находящихся на площади 1м пола помещения. Наиболее опасная категория В1, для которой пожарная нагрузка более 2200МДж/ м , у категории В4 она не превышает 180 МДж /м . К В1-В4 относят деревообрабатывающие производства, насосные для перекачки горючих жидкостей, кабельные сооружения и др;

      категория Г – без названия. В данных помещениях негорючие материалы находятся в расплавленном состоянии, либо горючие вещества используются в качестве топлива. Это металлургические и литейные производства, а также котельные, реакторные отделения и машзалы ТЭС и АЭС;

      категория Д – без названия. В помещениях этой категории негорючие материалы находятся в холодном состоянии. Таких рабочих участков на промпредприятиях большинство.

      Как правило, под одной крышей располагаются  помещения с разной категорией, Согласно НПБ 105-03, если площадь помещений высокой категории занимает более 5% площади всех помещений, то всему зданию устанавливают эту высокую категорию. При наличии систем автоматического пожаротушения величина нормы повышается до 25% площади всех помещений.

      Ошибки  в назначении категории влекут за собой серьезный экономический  ущерб, особенно при занижении риска  возникновения взрыва или пожара. В этом случае подбор материалов, выбор  конструкций и планировочного решения  оказывался неадекватным взрывопожароопасности здания и приводил к повышенному масштабу пожара или взрыва.

      Назначение  категории осуществляются в проектной  организации на основании отраслевого  Перечня помещений. Для новых, нетиповых  производств категорию здания или  помещения определяют специальными расчетами. 

      1.6 Горючесть строительных  материалов

       

      В последние годы к традиционным строительным материалам прибавилось огромное количество тепло- и звукоизоляционных и  декоративных материалов с неизвестными горючими характеристиками. Поэтому  испытание новых материалов обладает повышенной актуальностью.

      Согласно  ГОСТу все строительные материалы  разделяются на негорючие ( НГ ) и  горючие ( Г ), имеющие четыре группы: Г1 – слабогорючие, Г2 – умеренногорючие, Г3 – нормальногорючие и Г4 – сильногорючие.

      Испытания начинают с определения негорючести, образец 5 5 5 см  нагревают в печи при температуре 835 С в течении 30 минут. Материал считается негорючим, если:

      - прирост температуры в печи 50 С;

      - потеря массы образца  50%;

      - продолжительность пламени  10с.

      К негорючим материалам относятся  все неорганические строительные материалы – бетон, кирпич, металл, цемент т др.

      При несоответствии хотя бы одному условию  материал считается горючим и  для него проводятся новые испытания  в другой печи и другим размером образца на определении группы горючести. Образец 7 19  100 см помещают в газовую шахтную печь и нагревают пламенем газовой горелки. При испытании замеряют температуру дымовых газов, степень повреждения по длине и по массе, а также продолжительность пламени. На основании этих данных определяют группу горючести – у Г1 повреждения минимальные, у Г4 – максимальные.

      К группам Г3 и Г4 относят почти  все органические строительные материалы, в группу Г1 и Г2 входят композиции из неорганических ( заполнитель ) и органических ( вяжущее ) материалов – минераловатные плиты на битуме, асфальтобетон, а также древесина, пропитанная антиперенами. 

      1.7 Огнестойкость строительных  конструкций 

      Огнестойкость строительных конструкций является основой всей системы противопожарной защиты здания и означает их способность сопротивляться воздействию огня и выполнять при этом свои эксплуатационные функции – несущую, ограждающую и теплоизоляционную. Огнестойкость конструкции характеризуется пределом огнестойкости и обозначает время в минутах от начала огневых испытаний до возникновения в конструкции следующих признаков:

      1) обрушение или недопустимый прогиб; означает потерю несущей способности,  обозначается  R ;

      2) образование в конструкции сквозных  трещин, через которые проникает дым и продукты горения. Означает потерю ограждающей способности, обозначается  E ;

      3) повышение температуры на необогреваемой  поверхности в среднем на 160 С больше, чем до пожара. Означает потерю теплоизоляционной способности и обозначается  Y .

        Например, надпись  R120  указывает на то , что предел огнестойкости конструкции по несущей способности составляет не менее 120 мин. Или надпись REY30 означает предел огнестойкости в 30 мин, независимо от того, какое предельное состояние наступило первым.

      Огнестойкость строительных конструкций устанавливают  опытным и расчетным путем. Экспериментальные  испытания огнестойкости проводятся в специальной огневой печи в  условиях реального воздействия  открытого пламени – колонна нагревается с четырех сторон, плита перекрытия – с нижней поверхности (рисунок 7). Температура в печи изменяется по усредненным данным для реального пожара в жилых зданиях. В огневую печь помещается конструкция в натуральную величину, она находится под реальной нагрузкой, аналогичной  рабочей.  
 
 

      Рисунок 7 

      Расчетный способ определения огнестойкости  основан на данных по изменению прочности  материала при нагревании и по изменению температуры по сечению  конструкции. Для каждого материала  существует так называемая критическая температура, при ней прочность материала уменьшается в два раза.

      Многочисленные  испытания позволили создать  каталог справочных данных по пределам огнестойкости основных строительных конструкций. Наибольшим пределом обладают каменные и кирпичные конструкции, их огнестойкость зависит только от толщины элемента. Железобетонные конструкции обладают средними значениями предела, минимальная огнестойкость отмечена у металлических и деревянных конструкций. 

     1.8 Огнестойкость зданий  и сооружений 

     Огнестойкость зданий означает его способность  сохранять свои эксплуатационные функции  в условиях пожара. В соответствии со СНиП 21-01-97 здания разделяются на пять степеней огнестойкости - I, II, III, IV и V. Назначение той или иной степени огнестойкости зависит от типа здания – жилое, общественное или производственное, его высоты или числа этажей, а также класса конструктивной пожарной опасности. Задачей проектировщика является уменьшение ущерба от пожара, с этой целью зданиям с низкой огнестойкостью устанавливают ограничения по размеру этажа и высоте здания.

     Например, для производственных зданий категории  Г требуемая степень огнестойкости назначается из следующих параметров ( из СНиП 31-03-2001).                                     

     Таблица 1

Категория здания по      ВПО	Высота  здания,      м	Степень   огнес- тойкости	Класс конструк. пожарной опасности	Площадь этажа, м
				одно- этажн.	два    этажа	три и  бо- лее этаж
Г	54     36     30     24     18	I, II       III      III      IV      IV	СО      СО      С1      СО      С1	не огран.    то же    то же    то же    6500	не огран   25000   10400   10400     5200		не огр.   10400     7800     5200       -