Вогнестійкість

Межа вогнестійкості - інтервал часу (в годинах або хвилинах) від початку вогневого впливу до виникнення одного з граничних станів елементів і конструкцій.

Граничні стани будівельних конструкцій

Позначення	Назва	Ознака
R	втрата несучої здатності	Втрата здатності конструкції або елементу витримувати встановлені впливи протягом пожежі, відповідно до визначеного критерію
Е	втрати цілісності	Втрата здатності огороджувального елементу будівельної конструкції, яка піддається вогневому впливу з одного боку, запобігати проникненню крізь себе полум'я і гарячих газів, а також запобігати виникненню полум'я на стороні, яка не піддається впливу вогню
I	втрати теплоізолюючої здатності	Втрата здатності огороджувального елементу будівельної конструкції, яка піддається вогневому впливу з одного боку, обмежувати підвищення температури до певного рівня на поверхні, що не обігрівається

Будівельні конструкції в залежності від нормованих граничних станів з вогнестійкості та межі вогнестійкості поділяються на класи вогнестійкості. Позначення класу вогнестійкості будівельних конструкцій складається з умовних літерних позначень граничних станів (R, E, I) і числа, що відповідає за нормовану межу вогнестійкості, в хвилинах обраний з ряду 15; 30; 45; 60; 90; 120; 150; 180; 240; 360.

Для нормування класів вогнестійкості будівельних конструкцій, які безпосередньо виконують в складі будівлі тільки несучу функцію, використовують тільки буквене позначення граничного стану R - для колон, балок, ферм, арок, рам. Для конструкцій, які виконують тільки огороджувальні функції (не є несучими, самонесучими), використовують літерне позначення граничного стану Е, I - для зовнішніх не несучих стін, внутрішніх перегородок.

Якщо для конструкції нормуються різні межі вогнестійкості за різними граничними станами, позначення класу вогнестійкості складається з двох або трьох частин, розділених між собою похилою рискою.

Наприклад: Клас вогнестійкості R 120 позначає, що за ознакою втрати несучої здатності конструкції значення межі вогнестійкості має бути не менше 120 хвилин і не перевищувати 150 хвилин;

Клас вогнестійкості REI 150 означає, що за ознаками втрати несучої здатності, втрати цілісності і теплоізолюючої здатності значення межі вогнестійкості має бути не менше 150 хв і не перевищувати 180 хв незалежно від того, яке з цих трьох граничних станів настане раніше.

Основним показником вогнестійкості для нормування класів вогнестійкості несучих сталевих конструкцій є показник втрати несучої здатності конструкцій і вузлів R.

Межа вогнестійкості більшості незахищених сталевих конструкцій надзвичайно мала і в залежності від наведеної товщини металу становить 10-15 хв. Винятком є сталеві колони масивного суцільного перерізу, у яких клас вогнестійкості без систем вогнезахисних покриттів може досягати R30-R45, але застосування таких конструкцій на практиці вкрай обмежене.

В результаті теплового впливу настає граничний стан сталевої конструкції за ознакою втрати несучої здатності (R). Значення R при інших рівних умовах залежить від коефіцієнту перерізу і критичної температури сталевої конструкції.

Існує кілька варіантів обчислення коефіцієнтів перерізу сталевих конструкцій, але всі вони знаходяться в прямій або зворотній залежності між собою - профільний, коробчатий коефіцієнти перерізу, приведена товщина металу і т.д. Чим масивніша сталева конструкція, тим вона повільніше реагує на теплові та вогневі навантаження і має більш високу межу вогнестійкості. Менш масивні сталеві конструкції мають меншу інерцію до прогрівання всього об'єму конструкції, внаслідок чого мають більш низьку межу вогнестійкості.

Критична температура сталевої конструкції - температура, при якій для заданого рівня навантаження очікується відмова елементу сталевої конструкції в разі рівномірного розподілу температури по площі перерізу (тобто спостерігається втрата несучої здатності елемента).

Критична температура металоконструкції, в першу чергу, залежить від типу використовуваної сталі.

Марка сталі в конструкції	Критична температура,  °C
Низьколегована сталь 30ХГ2С	500
Низьколегована сталь 25Г2С	550
Сталь марки 10Х17Н13М2Т	700

В Україні тривалий час в якості основної критичної (проектної) температури сталевих конструкцій з вогнезахисними покриттями і облицюванням згідно ДСТУ Б В.1.1-4-98* використовувалася температура близько 500 ° С.

Однак, прийняття в Україні стандартів ДСТУ-Н Б EN 1993-1-2: 2010 і ДСТУ-Н Б В.2.6-211:2016 дозволяє застосовувати диференційний підхід до визначення критичної температури сталевих елементів і розрахунку вогнестійкості сталевих конструкцій відповідно до Єврокодів 3.

Використання розрахункових значень критичних температур при проектуванні вогнезахисної обробки дозволяє значно знизити витрати вогнезахисного матеріалу, а відповідно і витрати, пов'язані з роботами з вогнезахисту.