Огнестойкость

Предел огнестойкости – интервал времени (в часах или минутах) от начала огневого воздействия до возникновения одного из предельных состояний элементов и конструкций.

Предельные состояния строительных конструкций

Обозначение	Название	Признак
R	потеря несущей способности	Потеря способности конструкции или элемента выдерживать установленные воздействия на протяжении соответствующего пожара, в соответствии с определенным критерием
Е	потери целостности	Потеря способности ограждающего элемента строительной конструкции, которая подвергается огневому воздействию с одной стороны, предотвращать проникновение сквозь себя пламя и горячих газов, а также предотвращать возникновение пламени на стороне, не подверженной воздействию огня
I	потери теплоизолирующей способности	Потеря способности ограждающего элемента строительной конструкции, которая подвергается огневому воздействию с одной стороны, ограничивать повышение температуры до определенного уровня на поверхности, которая не обогревается

Строительные конструкции в зависимости от нормированных предельных состояний по огнестойкости и предела огнестойкости делятся на классы огнестойкости. Обозначения класса огнестойкости строительных конструкций состоит из условных буквенных обозначений предельных состояний (R, E, I) и числа, отвечающего за нормированный предел огнестойкости, в минутах выбранный из ряда 15; 30; 45; 60; 90; 120; 150; 180; 240; 360.

Для нормирования классов огнеупорности строительных конструкций, непосредственно выполняющих в составе здания только несущую функцию, используют только буквенное обозначение предельного состояния R - для колонн, балок, ферм, арок, рам. Для конструкций, которые выполняют только ограждающие функции (не являются несущими, самонесущими), используют буквенное обозначение предельного состояния Е, I – для внешних не несущих стен, внутренних перегородок.

Если для конструкции нормируются разные пределы огнестойкости по различным предельным состояниям, обозначение класса огнестойкости состоит из двух или трех частей, разделенных между собой наклонной чертой.

Например: Класс огнестойкости R 120 обозначает, что по признаку потери несущей способности конструкции значение предела огнестойкости должно быть не менее 120 минут и не превышать 150 минут;

Класс огнестойкости REI 150 означает, что по признакам потери несущей способности, потери целостности и теплоизолирующей способности значение предела огнестойкости должно быть не менее 150 мин и не превышать 180 мин независимо от того, какое из этих трех предельных состояний наступит раньше.

Основным показателем огнеустойчивости для нормирования классов огнестойкости несущих стальных конструкций является показатель потери несущей способности конструкций и узлов R.

Предел огнестойкости большинства незащищенных стальных конструкций чрезвычайно мал и в зависимости от приведенной толщины металла составляет 10-15 мин. Исключением являются стальные колонны массивного сплошного сечения, у которых класс огнестойкости без систем огнезащитных покрытий может достигать R30-R45, но применение таких конструкций на практике крайне ограничено.

В результате теплового воздействия наступает предельное состояние стальной конструкции по признаку потери несущей способности (R). Значение R при прочих равных условиях зависит от коэффициента сечения и критической температуры стальной конструкции.

Существует несколько вариантов вычисления коэффициентов сечения стальных конструкций, но все они находятся в прямой или обратной зависимости между собой – профильный, коробчатый коэффициенты сечения, приведенная толщина металла и т.д. Чем более массивнее стальная конструкция, тем она медленнее реагируют на тепловые и огневые нагрузки и имеет более высокий предел огнестойкости.  Стальные конструкции менее массивные имеют меньшую инерцию к прогреву всего объема конструкции, вследствие чего имеют более низкий предел огнестойкости.

Критическая температура стальной конструкции – температура, при которой для заданного уровня нагружения ожидается отказ элемента стальной конструкции в случае равномерного распределения температуры по площади сечения (т.е. наблюдается потеря несущей способности элемента).

Критическая температура металлоконструкции, в первую очередь, зависит от типа используемой стали.

Марка стали в конструкции	Критическая температура,  °C
Низколегированная сталь 30ХГ2С	500
Низколегированная сталь 25Г2С	550
Сталь марки 10Х17Н13М2Т	700

В Украине длительное время в качестве основной критической (проектной) температуры стальных конструкций с огнезащитными покрытиями и облицовкой согласно ДСТУ Б В.1.1-4-98* использовалась температура около 500 °С.

Однако, принятие в Украине стандартов ДСТУ-Н Б EN 1993-1-2:2010 и ДСТУ-Н Б В.2.6-211:2016 позволяет применять дифференциальный подход к определению критической температуры стальных элементов и расчете огнестойкости стальных конструкций в соответствии Еврокодом 3.

Использование расчетных значений критических температур при проектировании огнезащитной обработки позволяет значительно снизить расход огнезащитного материала, а соответственно и затраты, связанные с работами по огнезащите.