Устойчивость противопожарных стен
Тема. Противопожарные преграды
1. Назначение и виды противопожарных преград, тенденции в области их размещения и конструирования.
2. Противопожарные стены: типы, виды, устройство, нормативные требования.
3. Противопожарные зоны: область применения, нормативные требования, конструктивное исполнение.
4. Противопожарные перекрытия, перегородки и тамбур-шлюзы: типы, область применения, требования к конструктивному исполнению.
5. Местные противопожарные преграды: виды, область применения, требования к конструктивному исполнению.
6. Защита дверных проемов. Типы, конструктивное исполнение, область применения противопожарных дверей. Способы навески и механизмы самозакрывания противопожарных дверей.
7. Защита технологических проемов, отверстий для пропуска коммуникаций: воздуховодов, кабелей, трубопроводов и др.
8. Защита портальных проемов в культурно-зрелищных учреждениях. Требования к противопожарному занавесу.
Тема. Принципы внутренней планировки зданий и сооружений
1.Особенности планировки современных зданий. Предупреждение и ограничение развития пожаров в зданиях с различными планировочными решениями. Пожарные отсеки и секции: назначение, определения.
2. Принципы внутренней планировки зданий, способствующие обеспечению пожарной безопасности. Теоретическое обоснование площади пожарных отсеков. Нормирование пожарных отсеков. Анализ нормирования.
|
|
|
3. Пожарные секции. Принципы деления пожарных отсеков на секции и отдельные помещения. Нормирование секций. Требования, предъявляемые к ограждающим конструкциям пожарных отсеков и секций.
4. Особенности планировки вспомогательных и бытовых помещений.
5. Особенности пожарной опасности и пожарной защиты атриумных зданий и сооружений.
6. Требования пожарной безопасности к планировке подземных сооружений.
7. Требования пожарной безопасности к планировке подвальных и цокольных этажей, бесфонарных зданий и подземных сооружений производственного назначения.
Лекция 1. Виды и назначение противопожарных преград
Понятие противопожарных преград
Под противопожарной преградой понимается – строительная конструкция с нормированными пределом огнестойкости и классом конструктивной пожарной опасности конструкции, объемный элемент здания или иное инженерное решение, предназначенные для предотвращения распространения пожара из одной части здания, сооружения, строения в другую или между зданиями, сооружениями, строениями, зелеными насаждениями.
Различают два вида распространения пожара: линейное и объемное.
Под линейным распространением пожара подразумевают перемещение пламени по поверхности горючих веществ в данном направлении и в данной плоскости. Применительно к жилым, общественным и производственным зданиям линейное распространение пожара возможно по горючим веществам, материалам, оборудованию и конструкциям. Основными параметрами пожара при линейном распространении являются линейная скорость распространения пламени и площадь, охваченная пламенем. Линейная скорость распространения пожара изменяется в широких пределах. Скорость распространения пожара по горючей жидкости, например, достигает 30 м/мин, по штабелям пиломатериалов — 4 м/мин, по пустотам деревянных конструкций — 2 м/мин, по деревянным покрытиям и твердым горючим материалам — 1 м/мин. Приведенные данные показывают, что до прибытия пожарных подразделений пожар может охватить значительные площади.
|
|
|
Под объемным распространением пожара понимают возникновение новых очагов пожаров на определенном расстоянии от первоначального. Объемное распространение пожара возможно в пределах здания и между зданиями.
Основной причиной объемного распространения пожара является передача тепла излучением, конвекцией и теплопроводностью. Образующиеся в процессе пожара продукты горения, а также лучистая энергия вызывают новые очаги пожара в пределах данного помещения. По мере увеличения объема продуктов горения за счет температурного расширения газов в помещениях создается избыточное давление, под действием которого нагретые продукты горения через различного рода отверстия и проемы проникают в соседние помещения и образуют новые очаги пожара.
|
|
|
При наличии в ограждающих конструкциях проемов (двери, окна, ворота) в смежные помещения проникает пламя. Объемному распространению пожара на вышележащие этажи способствует также пламя, выбивающееся через окна в наружных стенах. При этом не исключается возможность воспламенения горючих оконных переплетов верхних этажей, карнизов, свесов кровли, навесов.
Объемное распространение пожара характерно, например, для зданий театрально-зрелищных предприятий с колосниковой сценой. При возникновении пожара на сцене возможно попадание продуктов горения и открытого пламени в зрительный зал и как следствие этого возникновение новых очагов пожара.
Причинами объемного распространения пожара являются также деформации и обрушение конструкций при воздействии на них высоких температур и появление в связи с этим щелей и отверстий. На практике отмечены случаи распространения пожаров из одного помещения в другое через плохо заделанные отверстия и щели в местах прокладки трубопроводов, кабелей, воздуховодов и т. п.
|
|
|
Одной из причин объемного распространения пожара может быть прогрев до опасных в пожарном отношении температур ограждающих конструкций или коммуникаций, пересекающих эти конструкции. Эта причина характерна для ограждающих конструкций с горючими утеплителями и акустическими прослойками. Будучи расположенными на перекрытиях, покрытиях или в стенах, эти материалы при воздействии высоких температур в условиях пожара разлагаются, плавятся и воспламеняются, вызывая новые очаги пожара как на нижележащих, так и на вышележащих этажах.
Распространение пожара в соседние здания возможно от лучистой энергии пламени горящего здания. В отдельных случаях причиной распространения пожара является переброс на значительные расстояния головней и искр.
Ограничение линейного и объемного распространения пожара достигается устройством местных и общих противопожарных преград, разделяющих здания, помещения и конструктивные элементы на отдельные части.
Различают общие и местные противопожарные преграды. Общие преграды предназначены для ограничения объемного распространения пожара. К ним относятся:
1) противопожарные стены;
2) противопожарные перегородки;
3) противопожарные перекрытия;
4) противопожарные разрывы;
5) противопожарные занавесы, шторы и экраны;
6) противопожарные водяные завесы;
7) противопожарные минерализованные полосы.
Местные противопожарные преграды предназначены для ограничения линейного распространения пожара. К ним относятся преграды для отграничения распространения пожара по поверхности и пустотам конструкций (гребни, выступы, пояса, крышевые зоны, диафрагмы, несгораемые засыпки), преграды для ограничения разлива жидкостей и распространения по ним пожара (обваловки, бортики, парапеты, пандусы, кюветы, дренажи), различные огнезадерживающие шиберы и заслонки в воздуховодах и продуктопроводах для транспортировки горючих веществ, противопожарные двери и прочие устройства, являющиеся составными элементами общих противопожарных преград (стен, перегородок) и помогающие выполнять им свои функции.
Противопожарные преграды характеризуются огнестойкостью и пожарной опасностью.
Огнестойкость противопожарной преграды определяется огнестойкостью ее элементов:
ограждающей части;
конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды;
конструкций, на которые она опирается;
узлов крепления и сочленения конструкций между собой.
Пределы огнестойкости конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды, конструкций, на которые она опирается, и узлов крепления и сочленения конструкций между собой по признаку R, должны быть не менее требуемого предела огнестойкости ограждающей части противопожарной преграды.
Пожарная опасность противопожарной преграды определяется пожарной опасностью ее ограждающей части с узлами крепления и конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды.
Противопожарные преграды классифицируются по способу предотвращения распространения опасных факторов пожара, а также по огнестойкости для подбора строительных конструкций и заполнения проемов в противопожарных преградах с необходимым пределом огнестойкости и классом пожарной опасности.
Строительные конструкции зданий, сооружений и строений в зависимости от их способности сопротивляться воздействию пожара и распространению его опасных факторов в условиях стандартных испытаний подразделяются на строительные конструкции со следующими пределами огнестойкости:
1) не менее 15 минут;
2) не менее 30 минут;
3) не менее 45 минут;
4) не менее 60 минут;
5) не менее 90 минут;
6) не менее 120 минут;
7) не менее 150 минут;
8) не менее 180 минут;
9) не менее 240 минут;
10) не менее 360 минут.
Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в условиях стандартных испытаний. Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов устанавливается по времени достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:
1) потеря несущей способности (R);
2) потеря целостности (E);
3) потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений (I) или достижения предельной величины плотности теплового потока на нормируемом расстоянии от необогреваемой поверхности конструкции (W).
Противопожарные преграды должны быть класса К0. Допускается в специально оговоренных случаях применять противопожарные преграды 2 - 4-го типов класса К1.
Противопожарные стены
Противопожарные стены являются наиболее распространенным видом противопожарных преград. Их можно подразделить на ненесущие (навесные), самонесущие и несущие, кроме того противопожарные стены в зависимости от огнестойкости их ограждающей части подразделяются на два типа:
1-й - REI 150;
2-й тип - REI 45.
Ненесущие стены выполняют в основном ограждающие функции. Свою массу они полностью передают на колонны каркаса через обвязочные балки в стенах из мелких изделий и через стальные опорные столики в панельных стенах.
Самонесущие стены несут собственную массу в пределах полной высоты здания и передают ее на фундаментные балки. Панельные самонесущие стены применяют при большой массе и большой толщине панелей, имеющих сплошное сечение. Связь заполнения с каркасом осуществляется гибкими или скользящими анкерами, не препятствующими осадке стен.
Несущие стены применяют в бесфонарных и некоторых других зданиях и выполняют из кирпича, естественных или искусственых камней и блоков, а также панелей.
В совместимых производственных и гражданских зданиях чаще всего применяют несущие и самонесущие противопожарные стены. Независимо от конструкции противопожарных стен к ним предъявляется ряд специфических требований: стены должны изготавливаться из несгораемых материалов, обладать достаточной огнестойкостью и устойчивостью, правильно перерезать сгораемые и трудносгораемые конструкции и обладать достаточной дымо и газонепроницаемостью.
Согласно СП 2.13130.2009, противопожарная стена должна выполняться из несгораемых материалов и иметь предел огнестойкости не менее REI 150.
Огнестойкость бескаркасных противопожарных стен, выполненных с применением штучных изделий из кирпича и каменных блоков, как правило, не вызывает сомнений. Их предел огнестойкости обычно соответствует требованиям норм. Более уязвимыми в этом плане являются каркасные противопожарные стены, состоящие из большого количества элементов.
Для того чтобы установить предел огнестойкости стены в целом, нужно определить предел огнестойкости каждого ее элемента и каждого узла сочленения и окончательное значение предела огнестойкости принять по наименьшему значению.
При применении металлических колонн (основных или фахверковых) для повышения предела огнестойкости до REI 150 они подвергаются огнезащите. При защите слоем бетона толщина облицовки должна быть около 6 см. На рис.1 пунктиром показан контур обетонирования металлической фахверковой колонны 3 вместе с металлическими узлами сочленения 2 колонны и панелей 1.
Рис. 1. Узел сочленения панелей с металлической колонной
Особое внимание следует обращать на узлы сочленения элементов противопожарных стен. Варианты крепления стеновых панелей к колоннам показаны на рис. 2. На рис. 2а показано крепление из уголков, расположенных в разных плоскостях: один из уголков приварен к колонне, другой к панели. При заполнении швов упругими материалами уголок, привариваемый к панели, заменяют скобой, фиксирующей толщину шва (рис. 2). На рис. 2б показано крепление скрытого типа. Оно состоит из двух пластин с вырезами в виде скобы и крюков. Скобу крепят к колонне, а крюк — к панели. Между собой панели соединяют арматурными стержнями. Недостатком этих узлов сочленения является отсутствие защиты от действия высокой температуры. Металлические элементы узлов сочленения приходится обетонировать на толщину не менее 6 см, что неэкономично, ухудшает внешний вид, поэтому специалисты разрабатывают другие решения.
Приведем вариант узла сочленения панелей противопожарной стены с колонной (рис.3). Панели I крепятся к железобетонным колоннам 2 с помощью закрытого стыка. Стык состоит из закладного элемента 3 панели, закладного цемента 4 колонны и приваренных к ним соединительных элементов МП-2 и МП-1. Элемент МП-2 входит в отверстие соединительного элемента МП-1. Для защиты узла сочленения стык между панелями и колонной заполняется стекловолокном и цементным раствором. Опыты показали, что этот стык обеспечивает предел огнестойкости противопожарной стены более 2,5 ч. Трудоемкость возведения сборных противопожарных стен из крупноразмерных панелей в 1,5 раза меньше, чем кирпичных, масса конструкций уменьшается в 2,3 раза.
а)
б)
в)
Рис.2. Узлы сочленения стеновых панелей с колоннами:
а - с помощью двух уголков; б — с помощью уголков и скоб; в — с помощью специальных соединительных элементов
Рис.3 Узел сочленения панели с колонной
Также существует другой вариант сочленения панелей противопожарной стены с колоннами (рис. 4), панель навешивается на колонну 1, несущий элемент 3 панели опирается на опорные консоли 2 колонны. Несущие элементы панелей размещены в нишах у верхнего края панелей вблизи боковых вертикальных кромок. Способ навески панелей на колонны обеспечивает необходимую подвижность панелей в горизонтальном и вертикальном направлениях. После монтажа карманы, образуемые нишами панели совместно с гранью колонны, заполняются бетоном 5 на мелком гравии, стык становится скрытым и защищенным от воздействия высоких температур.
| 
|
Рис. 4. Узел сочленения панели с колонной
Устойчивость противопожарных стен
Противопожарная стена должна сохранять устойчивость при обрушении перекрытий, покрытий,стен и других строительных конструкций.
Устойчивость обеспечивается прежде всего опиранием противопожарной стены на фундаментные балки 1 или ленточный фундамент 2, как показано на рис. 5, при этом колонна имеет самостоятельный фундамент. В зданиях с металлическим или железобетонным каркасом противопожарные стены` допускается устанавливать непосредственно на конструкции каркасов, но при этом предел огнестойкости каркаса в сочетании с его заполнением и узлами креплений должен быть не менее 2,5 ч.
а) б)
Рис. 5. Опирание противопожарной стены:
а — на фундаментную балку; б — на ленточный фундамент
Противопожарные стены возводятся на всю высоту здания или сооружения и разделяют конструкции (перекрытия, покрытия, фонари и др.) независимо от возгораемости этих конструкций.
Большое значение для обеспечения устойчивости имеет правильное опирание перекрытий и покрытий на противопожарные стены. Обрушение перекрытия или покрытия не должно приводить к разрушению стены. Опирание перекрытия или покрытия на противопожарную стену с защемлением недопустимо (рис. 6а), опирание осуществляется через консоли ригелей (рис. 6, в).
Если применить ригели с полками невозможно, применяются плиты перекрытий с выступами — надколонные плиты (рис.6). В этом случае панель перекрытия опирается на ригель только ступами. Обрушение такой панели при пожаре сопровождается отламыванием выступов при сохранении целостности противопожарной стены.
Рис. 6. Опирание перекрытия на противопожарную стену:
а - с защемлением; б, в - на консоли; г -надколонная плита
При устройстве кирпичных капитальных противопожарных стен (рис. 7) также не допускается заделка балок перекрытия в стену. Опирание балок рекомендуется осуществлять с помощью металлических хомутов 1, консолей 2 или пилястр 3, в качестве которых могут служить деревянные брусья или стальные профили.
| 
| 
| 
|
Рис. 7. Опирание балок на капитальную кирпичную стену:
а — с заделкой; б — на хомуты; в — на консоли; г — на пилястры.
В случае устройства кирпичных капитальных стен в современном каркасном здании их размещают в температурном (деформационном) шве, как показано на рис. 8. В этом случае опирание покрытия 1 слева и справа от противопожарной стены осуществляется на колонны 2 и ригели 3, не связанные с самой стеной. Анкеры 4 выполняют функцию обеспечения жесткости и при обрушении покрытия ломаются без повреждения стены.
Рис. 8. Размещение противопожарной стены в деформационном шве
Устойчивость противопожарной стены при пожаре может быть нарушена при одностороннем обрушении примыкающих к ней перекрытий и покрытий. В этом случае может произойти невыгодное перераспределение нагрузок и усилий.
Предел огнестойкости каркасной противопожарной стены (рис.9) может уменьшиться вследствие того, что колонна каркаса 2 при одностороннем обрушении покрытия 1 вместо центрально-сжатой становится внецентренно-сжатой с эксцентрицитетом е0. Это может вызвать обрушение колонны вместе с ее заполнением 3.
Рис. 9. Распределение нагрузок и усилий в колонне при одностороннем обрушении покрытия:
а — схема нагружения колонны
Предел огнестойкости капитальной противопожарной стены, выполненной из каменной кладки, при одностороннем обрушении перекрытия или покрытия также значительно уменьшается.
Нагрузка от массы покрытия и собственной массы стены в случае одностороннего обрушения действует на стену со значительным эксцентрицитетом, который в условиях пожара еще более увеличивается в результате температурного прогиба стены в сторону нагрева. Вследствие этого растягивающие напряжения на обогреваемой поверхности стены могут превысить нормативное сопротивление кладки, и произойдет обрушение стены.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 910; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!