Приводится сравнительный анализ европейских и российских нормативных документов, регламентирующих методы испытаний на огнестойкость строительных конструкций с использованием конструктивных средств огнезащиты (вертикальных и горизонтальных).
В зарубежной и российской системах нормативных документов, устанавливающих требования, методы испытаний и принципы классификации средств огнезащиты для строительных конструкций имеются существенные отличия, поэтому изучение данных документов, в частности, проведение сравнительного анализа, в настоящее время является необходимой частью общего процесса в области технического регулирования в Российской Федерации, направленных на изменение национальной системы стандартизации и интеграцию с другими системами европейского и мирового сообщества.
В европейской системе документов, регламентирующих методы испытаний с использованием средств огнезащиты представлено 8 нормативных документов для каждого типа строительной конструкции (металл, дерево, бетон, железобетон и т.д); огнезащитная эффективность оценивается в этих же документах наряду с огнестойкостью, теплопроводностью, методикой применимости результатов и т.д. Для каждого вида строительных конструкций применяется отдельный европейский документ, регламентирующий метод испытаний на огнестойкость для защищенных конструкций тем или иным средством огнезащиты: если зазор между защищенными конструкциями составляет более 5 мм, применяются CEN/TS 13381-1:2005. Методы испытаний для определения вклада конструктивных элементов в огнестойкость. Часть 1. Горизонтальные защитные экраны [1] и ENV 13381-2. Методы испытаний для определения вклада конструктивных элементов в огнестойкость - Часть 2: Вертикальные защитные экраны [2] (в случае промежутка между защищенными конструкциями менее 5 мм, применяется EN 13381-4 [3], при использовании реактивной защиты - EN 13381-8[4]).
В Российской Федерации применяется стандарт ГОСТ 30247.0 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» [5], включающий общие требования по испытаниям строительных конструкций на огнестойкость, совместно с [5] применяется ГОСТ 30247.1 «Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции » [6], распространяющийся, в том числе: на колонны, балки, ригели, элементы арок, ферм и рам, а также другие несущие и ограждающие конструкции.
Для определения огнезащитной эффективности средств огнезащиты для стальных конструкций используется ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности [7]. Для определения огнезащитной эффективности средств огнезащиты для деревянных конструкций используется ГОСТ Р 53292-2009.Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний [8].
Проведенный авторами анализ европейских стандартов по методам определения огнестойкости строительных конструкций с использованием средств огнезащиты показал, что в европейских нормативных документах регламентируется испытания для конструкций со средствами огнезащиты: конструктивной (горизонтальные и вертикальные мембраны), и с использованием тонкослойных интумесцентных огнезащитных красок (реактивные покрытия).
Различные виды конструктивной огнезащиты
Термины и определения в европейских документах касательно конструктивных средств огнезащиты более подробные и разделяются на вертикальные и горизонтальные.
Рассмотрим европейские нормативные документы в области конструктивной огнезащиты. Так, в CEN/ TS 13381-1:2005. Метод испытания влияния несущих строительных конструкций на огнестойкость. Часть 1. Горизонтальные защитные экраны [1], приводится метод испытаний по определению способности горизонтальных защитных экранов, которые используются в качестве огнестойкого блокирующего слоя, для увеличения предела огнестойкости горизонтальных несущих конструктивных элементов.
Горизонтальные защитные покрытия, подвешенные к конструктивному строительному элементу посредством хомутов или аналогичных креплений, или прикрепленные к конструктивному строительному элементу посредством каркасной конструкции, обычно являются:
- потолочной облицовкой, опирающейся на легкую поддерживающую раму;
- потолочными досками;
- металлическими поддонами;
- оштукатуренными потолками, прямо не примыкающими к нижней стороне конструктивного элемента.
Испытываемый образец горизонтального защитного покрытия представляет собой полное горизонтальное защитное покрытие в сборке, подготовленное для испытания, включая типовую соединительную арматуру, вентиляционные каналы и панели доступа.
Данный документ также содержит оценку, дающую информацию об анализе результатов испытаний, и дает указания по интерпретации результатов огневого испытания с точки зрения критериев несущей способности защищенного горизонтального конструктивного элемента. Документ применяется только там, где есть зазор и полость между горизонтальным защитным покрытием и конструктивным строительным элементом. В противном случае, применяются методы, описанные в ENV 13381-3[9], ENV 13381-4[3] и ENV 13381-5[10].
Определяются границы применимости результатов оценки по огневому испытанию, вместе с разрешенным прямым применением результатов к различным конструкциям, покрытиям и арматуре.
Общие положения условий испытаний состоят в том, что горизонтальный конструктивный строительный элемент, включая любую поддерживающую конструкцию, который несет горизонтальное защитное покрытие, для применения в качестве огнестойкого барьера против огня снизу, подвергается установленной нагрузке и огневому испытанию. Рекомендуется продолжать испытание, пока средняя температура, отмечаемая всеми термопарами внутри полости, не достигнет соответственной предельной температуры примененных конструктивных строительных элементов, или пока любое отдельное показание внутри полости не дойдет до 750°С для бетонных, стальных или композитных (бетон/профилированный стальной лист) элементов или до 500°С для деревянных конструктивных элементов.
Для данного метода испытаний стандартными считаются следующие конструктивные строительные элементы:
- плиты из ячеистого бетона на стальных балках;
- плиты из тяжелого железобетона на стальных балках;
- деревянные полы (или крыши).
В данной серии европейских документов используется метод предельных температур. Предельные температуры - это температуры (определенные и для полости и для поверхности), при которых конкретный материал конструкции, использованный в конструктивном строительном элементе, потеряет способность продолжать выдерживать свою нагрузку. Предельные температуры для каждого конкретного типа материала конструкции, из которых получают несущую способность, измеряя температуру полости, приводятся в таблице 2.
Предельная температура, данная для деревянных элементов, не учитывает обугливания дерева. Для оценки поведения при обугливании нужно следовать ENVl338l-7[ll]. Если граничное значение температуры не достигнуто перед завершением испытания, тогда несущая способность, определяемая для случаев температур и полости, и поверхности, должна являться длительностью испытания.
Когда описанная процедура применяется на стандартных конструкциях, включающих стальные балки с сопутствующим покрытием бетонной плитой, сталебетонную композитную плиту или деревянные балки или второстепенные балки с сопутствующим деревянным полом, полученные результаты можно применять к другим конструкциям из балок или второстепенных балок и полов.
Любые испытания, проведенные на рабочих конструкционных строительных элементах, предназначенных для использования на практике, и не проведенные на стандартных элементах, должны быть применимыми только к этому испытанному строительному материалу.
Практически аналогичный метод испытаний для определения вклада вертикальных конструктивных элементов в пожарную защиту посредством вертикальных защитных покрытий дан в Части 2 ENV 13381[2].
ENV 13381-2:2002. Методы испытаний для определения влияния строительных конструкций на огнестойкость. Часть 2. Вертикальные защитные мембраны.
Стандарт определяет метод испытаний для определения способности вертикального защитного экрана, используемого в качестве огнестойкого изоляционного слоя, увеличивать предел огнестойкости вертикальных несущих строительных конструкций из стали, бетона, железобетона или дерева. Данный стандарт применим к вертикальным защитным мембранам любого типа, которые могут быть описаны как отдельные перегородки. Вертикальная защитная мембрана может быть отделена от конструктивного элемента здания и стоять отдельно или она может быть прикреплена к любому конструктивному элементу здания и быть частью любой несущей конструкции. Метод применим к любым мембранам, имеющим зазор не менее 5 мм между мембраной и конструктивной частью здания. В других случаях следует использовать методы (ENV 13381-3[10], ENV 13381-4[3], ENV 13381-6[12] или ENV 13381-7[13]). Данный метод неприменим к следующим случаям:
а) все случаи, когда полость за вертикальной мембраной содержит больше горючих материалов, чем это допустимо;
б) во всех случаях, когда данная полость используется как техническая или вентиляционная шахта;
в) во всех случаях, когда вертикальная защитная мембрана функционирует как охватывающая мембрана.
Документ включает в себя обязательные испытания на огнестойкость, при этом вертикальный защитный экран совместно с защищаемой ею несущей строительной конструкцией подвергается огневому воздействию с той стороны, с которой это возможно в реальной жизни. Также в стандарте содержатся необязательные дополнительные процедуры по сбору данных по анализу данных измерений и руководство по интерпретации результатов испытаний на огнестойкость относительно несущей способности защищаемой несущей строительной конструкции.
Настоящий предварительный европейский стандарт также содержит оценку, которая предоставляет информацию относительно анализа данных испытаний и руководство по интерпретации результатов испытания на огнестойкость в плане несущей способности защищаемого вертикального конструкционного элемента.
Общие положения условий испытания: несущий вертикальный конструкционный элемент, представленный ненагруженной испытываемой колонной, защищен от пожара вертикальной защитной мембраной и подвергается определенному здесь воздействию пожара. Во время испытания измеряются температура в полости и температура поверхности испытываемой колонн.
Вертикальные защитные мембраны обычно являются щитовыми или листовыми разделителями или мембранами, включающими дерево, штукатурку, минеральную вату или схожие материалы. Они должны быть установлены перед испытываемой колонной в соответствии с процедурой, приведенной в руководстве по установке. Как правило, для вертикальной защитной мембраны, разработанной для односторонней защиты вертикального конструкционного элемента, требуется провести только одно испытание.
Если деревянные испытываемые колонные используются вместе с другими типами колонн, конечная температура завершения должна быть соответствующей испытываемой деревянной колонне. По этой причине обычно деревянные колонны испытываются отдельно. Испытываемые колонны должны иметь высоту (3 ООО ± 50) мм и быть надежно вертикально зафиксированы в испытательной раме.
Огнезащита, обеспечиваемая вертикальной защитной мембраной для любого практического вертикального конструкционного элемента может быть оценена с использованием принципов, приведенных в настоящем методе, хотя применение результатов должна быть ограничена до испытанных элементов.
Театр Буфф, конструктивная огнезащита несущих конструкций, г. Санкт-Петербург
Оценка, показывающая влияние вертикальной защитной мембраны на огнезащиту конструкционного элемента, производится с использованием температур, измеренных в полости, на поверхности испытываемой колонны и при испытании практических нестандартных вертикальных конструкционных элементов на не подверженной воздействию поверхности свода печи.
Если описанная в данном методе испытания процедура проводится для стандартных конструкций из стальных, бетонных, составных сталь/бетон или деревянных колонн, полученные результаты можно применять к другим конструкционным колоннам в соответствии с таблицей 5.
Если конструкционный элемент содержит комбинацию материалов, то следует выбирать наименьшее значение предельной температуры для этих материалов. Также в данном стандарте приводятся условия применимости полученных результатов для типов материалов, различной фиксации и т.д.
В целом, сравнивая вышеуказанные нормативные документы, можно привести следующие принципиальные отличия и аналогичные положения:
- в европейских документах средства огнезащиты разделены на пассивные огнезащитные и химически активные (реактивные) огнезащитные материалы; также объединены методы испытаний пределов огнестойкости и огнезащитной эффективности в одном документе для каждого типа конструкции; в Российской Федерации используется ГОСТ 30247.1[6] для определения пределов огнестойкости всех конструкций и ГОСТ Р 53295-2009 [7] и ГОСТ Р 53292-2009 [8] для определения огнезащитной эффективности применяемых средств огнезащиты;
-результаты испытания на огнестойкость и оценки в европейских документах могут применяться, с определенными условиями, к вертикальным конструкционным элементам, которые могут являться балками, колоннами, комбинацией того и другого и/или образовывать часть разделительного элемента или ограждения.
-при особых обстоятельствах, определенных в национальных строительных нормах и правилах, может быть потребность подвергнуть реактивный материал защиты воздействию тлеющей кривой (альтернативный режим пожара согласно EN 1363-2 [14]);
-в европейских нормах приводятся границы результатов приемлемости для материалов (различная сталь), полученных результатов, профилей и т.д.; в российских документах отсутствуют положения о границах результатах приемлимости и вопрос о проведении дополнительных испытаний является зоной ответственности соответствующей аккредитованной испытательной лаборатории.
Защита плитой Политерм
Конструктивная защита колонн и свай
Библиография
1. CEN/TS 13381-1:2005. CEN/TS 13381-1:2005 Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members - Part 1: Horizontal protective membranes
2. ENV 13381-2, Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members — Part 2: Vertical protective membrane
3. EN 13381-4 Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members - Part 4: Applied protection to steel members
4. EN13381-8 Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members - Part 8: Applied protection
5. ГОСТ30247.0 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования»
6. ГОСТ 30247.1 «Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции»
7. ГОСТ Р 53295-2009. Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности
8. ГОСТ Р 53292-2009.Огнезащитные составы и вещества для древесины и материалов на ее основе. Общие требования. Методы испытаний
9. EN1995-1-1.Eurocode EN 1995-1-1 Design of Timber Structures -General - Common Rules for Buildings
10. ENV 13381 -3:1999. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members — Part 3: Applied protection to concrete members
11. EN 13381-5:1999. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members - Part 5: Applied protection to concrete/profiled sheet steel composite members
12. EN 13383-6: 1999. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members. - Part 6: Applied protection to concrete filled hollow steel columns
13. EN13381-7:1999. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members - Part 7: Applied protection to timber members
14. EN 1363-2: 1999. Fire resistance tests. Alternative and additional procedures
