Пожарная нагрузка в жилых домах

Степень огнестойкости здания	Этажность	Пожарная нагрузка, кг/м2
I,II I,II III III	1 выше 5-го 1 2	70 на каждый этаж 50-70 170 320
III III III IV,V IV,V	3 4 5 1 2	470 620 770 300 500

Согласно СНиП 2.01-85 установлены 8 степеней огнестойкости зданий и сооружений [19].

1. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов.

2. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона с применением листовых и плитных негорючих материалов. В покрытиях зданий допускается применять незащищенные стальные конструкции.

3. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из естественных или искусственных каменных материалов, бетона или железобетона. Для перекрытий допускается использование деревянных конструкций, защищенных штукатуркой или трудногорючими листовыми, а также плиточными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.

IIIa. Здания преимущественно с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса – из стальных незащищенных конструкций, ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других негорючих листовых материалов с трудногорючим уплотнителем

IIIб. Здания преимущественно одноэтажные c каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса из цельной или клееной древесины, подвергнутой огнезащитной обработке, обеспечивающей требуемый предел распространения огня. Ограждающие конструкции – из панелей или поэлементной сборки, выполненные с применением древесины или материалов на ее основе. Древесина и другие горючие материалы ограждающих конструкций должны быть подвергнуты огнезащитной обработке или защищены от воздействия огня и высоких температур таким образом, чтобы обеспечивался требуемый предел распространения огня.

4. Здания с несущими и ограждающими конструкциями из цельной или клееной древесины и других горючих или трудногорючих материалов, защищенных от воздействия огня и высоких температур штукатуркой или другими листовыми или плитными материалами. К элементам покрытий не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня, при этом элементы покрытия из древесины подвергаются огнезащитной обработке.

IVа Здания преимущественно одноэтажные с каркасной конструктивной схемой. Элементы каркаса из стальных незащищенных конструкций. Ограждающие конструкции – из стальных профилированных листов или других горючих материалов с горючими утеплителем.

5. Здания, к несущим и ограждающим конструкциям которых не предъявляются требования по пределам огнестойкости и пределам распространения огня.

Предел огнестойкости, задаваемый в часах, определяется способностью несущих конструкций противостоять огню без обрушения, прогибов, трещин и отверстий, через которые проникают продукты горения. Он составляет для зданий и сооружений I степени огнестойкости более 2-х часов, II степени – 2 часа, III – 1.5 часа, IV – 1час (примерно).

Согласно СНиП II-A.5-62 для определения предела огнестойкости строительных конструкций нужно знать материал конструкции, сечение или другой характерный размер и конструктивную схему.

Например, предел огнестойкости кирпичной стенки в 1 кирпич при стандартном температурном режиме и нормативной нагрузке составляет 5,5час., железобетонной колонны сечением 30 см 50 см – 3,5 часа, железобетонной панели – 1 час, перекрытия по металлическим балкам со слоем штукатурки 2 см – 2 часа, перекрытия по деревянным балкам с аналогичным слоем штукатурки – 0,75 часа, деревянной оштукатуренной стойки сечением 20 см 20 см со слоем штукатурки 2 см – 1 час.

Если в условиях конкретного пожара температура и нагрузки будут отличаться от указанных, то изменится и предел огнестойкости. Так, если температура при пожаре на 300⁰ меньше, чем при стандартном режиме, то предел огнестойкости в два раза больше, а при средней температуре пожара 1200⁰С – в два раза меньше. При снижении пожарной нагрузки двое по сравнению с нормативным значением предел огнестойкости увеличивается примерно на 25⁰.

Сущность расчета заключается в определении времени, по истечении которого строительные конструкции теряют ограждающую или несущую способность в условиях воздействия высоких температур при пожаре. На потерю ограждающей способности рассчитывают стены, перегородки, перекрытия; на потерю несущей способности – несущие строительные конструкции. Поскольку отдельные конструкции одновременно выполняют функции ограждения и силового элемента, они рассчитываются по двум состояниям. Так, например, несущая стена рассчитывается на потерю ограждающей и несущей способности, а ненесущая стена или перегородка – только на потерю ограждающей способности. В тех случаях, когда конструкция рассчитывается по двум состояниям, ее предел огнестойкости принимают по худшему случаю.

Выделяют следующие расчетные случаи. Первый – когда предел огнестойкости наступает в результате прогрева необогреваемой поверхности до критической температуры, так рассчитываются ограждающие поверхности. Пределы огнестойкости ограждающих стен, перегородок, перекрытий даются по величине прогрева необогреваемой поверхности до температуры, превышающей первоначальную на  140⁰С. Для новых строительных материалов эта цифра подлежит уточнению.

Второй случай – когда предел огнестойкости конструкции наступает в результате потери несущей способности. Причиной потери несущей способности является снижение прочности материала несущей конструкции при нагревании. Под критической температурой в данном случае подразумевается температура прогрева необогреваемой поверхности, при которой нормативное сопротивление снижается до величины рабочих напряжений.

Третий случай – когда разрушение конструкций наступает в результате уменьшения рабочего сечения. Примером являются деревянные конструкции. Уменьшение сечения происходит в результате обугливания древесины при пожаре. Вследствие уменьшения сечения напряжения в нем увеличиваются, и при достижении предела прочности конструкции разрушаются.

Более полные сведения по расчету предела огнестойкости приведены, например, в литературе [20].

В условиях пожара на некоторых объектах могут наблюдаться взрывы. По взрывопожароопасности введенные с 1997 года нормы ОНТП 24-86 подразделяют все помещения на 5 категорий: А,Б – взрывопожароопасные, В,Г,Д – пожароопасные, табл.21 [19].

Таблица 21

Категория помещений по их взрывопожароопасности

Категория помещения

Характеристика веществ и материалов, находящихся в помещении

А Взрывопожаро-опасные Б Взрывоопасные В Пожароопасные Г Д

Горючие газы, легковоспламеняющиеся жидкости с температурой вспышки не более 280С в таком количестве, что могут образовывать взрывоопасные паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва в помещении, превышающее 5кПа. Вещества и материалы, способные взрываться и гореть при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим, в таком количестве, что избыточное давление взрыва в помещении, превышает 5кПа. Горючие пыли или волокна, легковоспламеняющие жидкости с температурой вспышки более 280С, горючие жидкости в таком количестве, что могут образовывать пылевоздушные или паровоздушные смеси, при воспламенении которых развивается избыточное давление взрыва в помещении превышающее 5кПа. Легковоспламеняющие, горючие и трудногорючие жидкости, твердые горючие и трудногорючие вещества и материалы, вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или один с другим только гореть при условии, что помещения, в которых они имеются, не относятся к категориям А и Б. Негорючие вещества и материалы в горячем, расплавленном состоянии, процесс обработки которых сопровождается выделением лучистого тепла, искр и пламени; горючие газы, жидкости и твердые вещества, которые сжигаются или утилизируются в качестве топлива. Негорючие вещества и материалы в холодном состоянии.

К категории А относят помещения нефтеперерабатывающих химичес-ких предприятий, базы бензина, цехи обработки и применения метал-лического натрия, калия и др. Представителями помещений категории Б являются цехи приготовления и транспортировки угольной пыли, древесной муки, изготовления сахарной пудры, мукомольные пред-приятия, цехи обработки синтетического каучука и т.д. К категории В относят помещения лесопильных, деревообрабатывающих предприятий, мебельных фабрик, предприятий бумажной и текстильной промыш-ленности, склады горючих материалов. Представителями категории Г являются литейные, плавильные, термические, кузнечные, прокатные цехи, котельные и им подобные предприятия. К категории Д относят цехи машиностроительных и приборостроительных предприятий.

Пример. Определить продолжительность пожара в цехе площадью S=500м² по

производству изделий из карболита. Вес изделий 50т.

Решение. 1. Определить удельную горючую нагрузку P, кг/м² , карболита в цехе.

2. Находим продолжительность пожара ,мин, принимая массовую

скорость выгорания карболита 2кг/м²мин.

В производственных и особенно складских помещениях может находиться несколько видов сгораемых материалов. Продолжительность пожара в этом случае приближенно можно оценить, приняв за среднюю скорость выгорания среднее взвешенное значение скорости [28].

Пример. Оценить продолжительность пожара на складе площадью 600м², где

хранятся: резина 100т., текстолит – 80т., полистирол – 5т., оргстекло – 8т.

Массовая скорость выгорания резины – 0,67 кг/м².мин, текстолита – 0,4

кг/м².мин, полистирола – 0,45 кг/м².мин, оргстекла – 0,96 кг/м².мин.

Решение. 1. Находим среднее взвешенное значение скорости выгорания горючих

материалов

кг/м²мин

2. Рассчитываем удельную горючую нагрузку, приняв, что все материалы горят со скоростьюV=0,56 кг/м².мин

кг/м²

3. По соотношению (3.25) оцениваем продолжительность пожара

мин 9,6час