Предел огнестойкости кирпичной перегородки 120 миллиметров и другая полезная информация по пожарной безопасности зданий

Эта статья посвящена пожарной безопасности в кирпичных зданиях. Да, сам материал стен считается безопасным в плане пожаров; однако в любом жилом доме всегда найдется достаточно горючих материалов. О способах ограничить распространение пламени мы и поговорим.

Определения

Начнем со знакомства с терминологией.

Огнестойкость

Так называется способность элементов конструкции здания ограничивать распространение огня в случае пожара.

Какие свойства важны для материала, из которого изготавливаются внутренние перегородки здания, в плане пожарной безопасности?

• Негорючесть. Понятно, что межкомнатные стены из легковоспламеняющегося материала пожару никоим образом не помешают.
• Механическая прочность, сохраняющаяся при нагреве до высоких температур. Перегородка не должна быстро разрушиться, оказавшись вблизи очага пожара.
• Низкая теплопроводность. В идеале даже если одна сторона стены контактирует с огнем, вторая должна длительное время сохранять температуру ниже точки воспламенения дерева, пластика и бумаги.

Полезно: несмотря на легковесность, гипсокартонные конструкции являются полноценными противопожарными перегородками. Они удовлетворяют всем перечисленным качествам при условии, что собраны на металлическом каркасе.

Предел огнестойкости

Так называется время, за которое строительная конструкция, оказавшись в очаге пожара, достигает одного из предельных состояний, приводящих к утрате ей противопожарных качеств.

Каждое из предельных состояний принято обозначать соответствующим буквенным индексом.

• R – время, за которое конструкция утрачивает несущую способность. Для внутренней перегородки это означает обрушение или возникновение предельного прогиба.
• E – время потери целостности. Проявляется как образование сквозных отверстий или трещин, через которые в соседнее помещение способны проникать продукты сгорания или пламя.
• I – время потери теплоизолирующей способности. О том, что предел огнестойкости I достигнут, могут свидетельствовать:
  • Повышение температуры на противоположной открытому огню стороне перегородки в среднем на 160 градусов.
  • Повышение температуры в любой точке перегородки на 190 градусов.
  • Нагрев любой точки тыльной стороны перегородки до абсолютного значения температуры, равного 220 С или выше.

Важно: для наружных стен и опорных элементов конструкции здания предельным состоянием считается только и исключительно утрата несущей способности.

Для перегородок из горючих материалов с огнезащитным покрытием критерием достижения предела огнестойкости может стать и критический нагрев. К примеру, деревянный каркас оштукатуренной перегородки при достижении 300 С начнет обугливаться с неизбежной утратой механической прочности даже в том случае, если внешне стена сохраняет целостность, а температура на ее обратной стороне не достигла критических значений.

Предел распространения огня

Значение этого термина – размер повреждения конструкции, возникшего вследствие ее горения за пределами зоны нагрева. Попросту говоря, если в некую точку перекрытия или стены направлено пламя паяльной лампы, пределом распространения огня станет расстояние от этой точки, на котором материал стены будет выгоревшим, обугленным или расплавленным.

Термин применим, разумеется, исключительно к сгораемым и трудносгораемым конструкциям. Если направить пламя в кирпич или бетон, никаких признаков разрушения за пределами зоны прямого нагрева мы не обнаружим – просто потому, что эти материалы не горят. С точки зрения оценки  по изучаемому нами параметру любая конструкция, полностью выполненная из несгораемых материалов, называется не распространяющей огонь (предел распространения огня равен нулю).

Полезно: к этой категории относят и те материалы, у которых параметр равен пяти и менее сантиметрам.

Для предварительной оценки без испытаний принято использовать такие значения этого параметра:

• У сгораемых и трудносгораемых материалов предел распространения по горизонтали берется за 25 сантиметров и более, по вертикали – 40 сантиметров и более.
• Если сгораемый каркас защищен негорючей облицовкой, принимаются значения менее 25 сантиметров по горизонтали и менее 40 по вертикали. Однако конструкция в целом не будет распространять огонь лишь до того момента, пока негорючая облицовка не прогреется до точки воспламенения сгораемого каркаса или утеплителя.

Если конструкция имеет асимметричное строение, берется худшее из значений. К примеру, для перегородки на металлическом каркасе, облицованном с одной стороны липовой вагонкой, а с другой – гипсокартоном, предел распространения огня берется как для сгораемой конструкции – от 25 см по горизонтали и от 40 по вертикали.

Поведение кладки при нагреве

Давайте изучим поведение каменной и кирпичной кладки при нагреве до высоких температур.

Глиняный (красный) кирпич

Красный строительный кирпич обладает достаточно низкой теплопроводностью. Теплопроводность кирпичной кладки дополнительно снижается при использовании пустотного (так называемого эффективного) кирпича.

В условиях пожара красный полнотелый кирпич благополучно переносит повышение температуры до 700-900 градусов. Перегородки при такой температуре полностью сохраняют прочность; разрушения ограничиваются незначительными волосяными трещинами и отслаиванием поверхностных тонких слоев при неравномерном нагреве.

Силикатный кирпич

Теплопроводность этого материала лишь не намного больше, чем у предшественника. А вот его механические свойства при нагреве меняются довольно неожиданно.

• Нагрев кладки до температуры около 300С приводит к возрастанию ее прочности; причем после охлаждения увеличившаяся прочность сохраняется.
• Дальнейший нагрев до температуры 700С и выше приводит к снижению прочности до 50-60 процентов исходной. Силикатный полнотелый кирпич покрывается большим количеством трещин и разрушается при довольно слабых механических воздействиях.

Известняк

К кирпичным кладкам известняк, разумеется, не относится; однако затронем и свойства этого популярного в южных регионах страны материала.

• При повышении температуры до 600С известняк ведет себя так же, как силикатный кирпич – его прочность увеличивается до 130-135 процентов обычной. Сходство вполне закономерно : в обоих случаях основой материала является известь.
• Дальнейший нагрев до 750С приводит к снижению прочности  до 105 процентов обычной.
• При температуре около 900С начинается термическое разложение материала на двуокись углерода (углекислый газ) и окись кальция.

Огнестойкость различных материалов

Теперь предложим вниманию читателя некоторое количество справочных данных. Их источник – приложение к СНиП П-2-80 “Пособие для определения пределов огнестойкости конструкций в строительстве”.

• Для стены из сплошного или пустотелого керамического или силикатного кирпича предел огнестойкости определяется временем, за которое перегородка прогреется до критической температуры (I, потеря теплоизолирующей способности). При толщине в 6,5 сантиметра предел огнестойкости равен 0,75 часа; огнестойкость кирпичной перегородки 120 мм ограничена 2,5 часами; толщина в 25 сантиметров и более увеличивает время противостояния пламени до 5,5 часов.
• Облегченные кирпичные кладки с заполнением легким бетоном, несгораемыми или трудносгораемыми теплоизолирующими материалами, стены из натуральных камней, газобетона или гипсового камня имеют пределы огнестойкости в 0,5 часа при толщине 65 миллиметров, 1,5 часа при 120 мм и 4 часа при 25 сантиметрах и более. Причина достижения предела огнестойкости та же, что в предыдущем случае – утрата теплоизолирующей способности.
• Конструкции из кирпича, бетонных блоков ( в том числе из пено- и газобетона) и натурального камня со стальным несущим каркасом  достигают предела огнестойкости в силу утраты каркасом несущей способности. Говоря проще, сталь при сильном нагреве делается пластичной и перестает удерживать сооружение. За какое время это происходит? Все зависит от конструкции перегородки.
  • Если каркас размещен в толще стены, но его стенки или полки открыты – предел огнестойкости берется равным 0,75 часа при любой толщине перегородки.
  • Для каркаса, защищенного двухсантиметровым слоем штукатурки по стальной сетке, период успешного сопротивления пламени увеличивается до одного часа.
  • В том случае, когда каркас скрыт кирпичной облицовкой, предел огнестойкости зависит от ее толщины. При 65 миллиметрах она берется равным 2,5 часам; при 120 миллиметрах (кладке в полкирпича) и более толстой – 6 часам.

• Если перегородка выполнена из пустотелых керамических камней, ее толщина определяется за вычетом пустот. Да, расчет будет не совсем корректным; но все альтернативные способы расчета времени нагрева конструкции дают еще более приблизительные результаты. Итак, толщина без пустот в 35 миллиметров означает предел огнестойкости в 30 минут; толщина в 50 миллиметров увеличивает ее до часа; 65 миллиметров – полтора часа, 80 миллиметров – два.

Достигается, как нетрудно догадаться, предел огнестойкости по потере теплоизолирующих качеств: за указанное время перегородка попросту раскаляется.

Требования к противопожарным стенам

Если вы планируете строительство или составление проекта своего будущего дома своими руками, вам не помешает ознакомиться с перечнем строительных норм, относящихся к возведению противопожарных стен.  Разумеется, с точки зрения владельца дома единственный здравый  вариант – когда их функцию выполняют внутренние межкомнатные перегородки.

Большая часть норм не предназначена для жилых домов: к примеру, возведение противопожарной стены, полностью разделяющей все этажи от фундамента до крыши, в частном домостроении просто нереально.

Мы выберем лишь те рекомендации, которые могут быть полезны при возведении перегородок в типичном коттедже.

• Противопожарные стены должны целиком выполняться из несгораемых материалов. Привет владельцам фанерных перегородок на каркасе из бруска!

Уточнение:  напомним, мы говорим о кирпичных домах. В строении из бревна или бруса возведение несгораемых перегородок не очень-то осмыслено: при возгорании дома они не остановят пламени. К тому же и цена применяющихся материалов на фоне дерева, и проблематичность возведения стены из камня или кирпича на дощатом полу не располагают к экспериментам в этой области.

• Основание противопожарной стены должно покоиться на несгораемом материале. Попросту говоря, нижнюю часть каркаса гипсокартонной перегородки лучше крепить не к доскам чернового настила на полу, а непосредственно к бетонному перекрытию. Разумеется, там, где перекрытия бетонные.
• Если внутри перегородки расположен вентканал, предел огнестойкости стены с каждой стороны от него должен быть не менее 2,5 часов. С практической стороны это означает возведение двух стен толщиной в полкирпича с их связкой  арматурой, заложенной между горизонтальными рядами.

Комментарий: автору сейчас видится недоуменное пожатие плеч читателя. К чему столь параноидальные меры? Дело в том, что при реальном пожаре вентканалы ускоряют распространение пламени в несколько раз. К слову, с точки зрения пожарной безопасности в вентиляции не помешает наличие ручных или автоматических противопожарных клапанов, останавливающих циркуляцию воздуха при возгорании.

• Противопожарные стены должны сохранять свои функции даже в случае одностороннего обрушения примыкающих к ним конструкций. Проще? Кирпичная межкомнатная перегородка должна быть армирована, в том числе над дверным проемом. Если одна из примыкающих к ней наружных стен обвалится, она должна устоять.
• Общая площадь проемов в противопожарных преградах не должна превышать 25 процентов их площади; при этом проемы должны перекрываться материалами, преграждающими пусть распространению огня. Если перевести фразу на нормальный русский язык, инструкция будет звучать так:
  • Обычная распашная или сдвижная дверь при пожаре спасет вам жизнь с куда большей вероятностью, чем арка.
  • Двери лучше делать несгораемыми и закрывающимися по возможности плотно. Чем меньше просветы – тем больше времени дверь сдержит распространение огня и дыма.

Вывод

Мы изучили некоторую часть рекомендаций по противопожарной безопасности жилых зданий. Не стоит переносить полученные знания на производственные помещения: для них действуют собственные правила, связанные с транспортировкой горючих жидкостей и аэрозолей, работой станков, электрооборудования высокой мощности и т.д.

Пожарная безопасность, как мы выяснили, в наибольшей степени связана с выбором строительных материалов и их поведением при нагреве. Как обычно, в представленном видео в этой статье вы найдете информацию по аналогичной теме (читайте также о свойствах огнеупорного шамотного кирпича).

Успехов в строительстве!