Предел огнестойкости металлоконструкций определяют по назначению элемента, степени огнестойкости здания и условиям работы конструкции при пожаре. Для стального каркаса важно установить, какой критерий нормируется, затем проверить фактическую огнестойкость элемента и обосновать выбранное решение. Практические варианты защиты и их применение рассматриваются на странице огнезащита металлоконструкций. Ниже — порядок определения требуемого показателя и подготовки проектных решений.
Что означают R, E, I
Предел огнестойкости — время в минутах, в течение которого конструкция при стандартном огневом воздействии сохраняет заданные функции. Обозначения показывают, по какому предельному состоянию оценивают результат: R, E или I. Методы испытаний строительных конструкций устанавливает ГОСТ 30247; конкретный набор критериев зависит от типа элемента.
- R — потеря несущей способности, например обрушение или недопустимая деформация несущего элемента.
- E — потеря целостности: образование сквозных трещин или отверстий, через которые проходят пламя и продукты горения.
- I — потеря теплоизолирующей способности, то есть превышение установленного предела нагрева необогреваемой стороны.
Комбинация букв означает, что конструкция должна одновременно выдержать проверку по каждому указанному критерию. Для несущей колонны обычно нормируют R; для несущей стены или перекрытия — REI; для ненесущей противопожарной преграды — EI. Поэтому обозначение R30, например, не подтверждает целостность или теплоизоляцию элемента: оно относится к несущей способности.
Чаще всего в проектах встречается предел огнестойкости R30, R60 или R90. Это обозначения времени, в течение которого должна сохраняться несущая способность при огневом воздействии, но подходящее значение нельзя выбирать по типу металла или профиля отдельно от проекта. Сначала устанавливают требование к конкретному элементу, затем оценивают, обеспечивает ли его конструкция сама по себе или нужна защита.
Требуемые пределы по степени огнестойкости
Таблица 21 приложения к Федеральному закону № 123-ФЗ задаёт соответствие степени огнестойкости здания и минимальных пределов отдельных строительных конструкций. Степень огнестойкости объекта устанавливают с учётом этажности, функционального класса, площади пожарного отсека и пожарной опасности технологических процессов. Поэтому таблица — не самостоятельный способ выбрать степень: сначала её определяют для здания или пожарного отсека, а затем сверяют показатели нужных конструкций.
| Конструкция | I степень | II степень | III степень | IV степень | V степень |
|---|---|---|---|---|---|
| Несущие элементы здания | R 120 | R 90 | R 45 | R 15 | Не нормируется |
| Наружные ненесущие стены | E 30 | E 15 | E 15 | E 15 | Не нормируется |
| Межэтажные перекрытия | REI 60 | REI 45 | REI 45 | REI 15 | Не нормируется |
| Элементы бесчердачных покрытий | RE 30 | RE 15 | RE 15 | Не нормируется | Не нормируется |
| Внутренние стены лестничных клеток | REI 120 | REI 90 | REI 60 | REI 45 | Не нормируется |
| Марши и площадки лестниц | R 60 | R 60 | R 45 | R 15 | Не нормируется |
Таблица отражает основные строки, но проектировщик проверяет полную редакцию таблицы 21 и специальные требования, относящиеся к конкретному элементу. Например, балка может относиться к несущим элементам либо к конструкциям покрытия — классификация зависит от её функции и проектного решения. От этого зависит, какой строке таблицы соответствует требование.
Чтобы определить требования к огнезащите металлоконструкций, недостаточно знать только степень огнестойкости здания. Нужно установить назначение элемента, его место в конструктивной схеме, требуемый критерий и значение предела, а затем сопоставить их с расчётом или подтверждёнными характеристиками системы. Для противопожарных преград дополнительно проверяют требования к целостности и теплоизоляции.
Огнестойкость незащищённой стали
Незащищённая сталь при нагреве может быстро терять несущую способность, однако универсального гарантированного значения R для всех стальных профилей нет. Фактический предел зависит от сечения, приведённой толщины металла, нагрузки, расчётной схемы и условий обогрева. Поэтому нельзя автоматически считать, что любая голая сталь имеет R 15.
Обоснование предела незащищённой конструкции должно опираться на испытание или расчёт, если для конкретного случая не применимо специальное нормативное исключение. СП 2.13130.2020 предусматривает такое исключение для конструкций с требованием R 15 (RE 15, REI 15), если они не входят в состав противопожарных преград: допускается незащищённая сталь при подтверждённом по испытаниям или расчёту значении не менее R 8. Также допускается решение без подтверждения фактического предела при приведённой толщине металла не менее 4,0 мм.
Это послабление нельзя автоматически применять к элементам противопожарных преград. Также его нельзя трактовать как разрешение заменить более высокий проектный предел значением R 15 или R 8. Проверка начинается с установленного для элемента требования, а исключение применяют только при соблюдении его условий.
Для несущих элементов зданий I и II степеней огнестойкости СП ориентирует прежде всего на обеспечение огнестойкости конструктивными решениями и материалами. Для несущих стальных элементов зданий I и II степеней огнестойкости при приведённой толщине металла менее 5,8 мм СП 2.13130.2020 требует конструктивную или комбинированную огнезащиту. Конкретный способ выбирают по проекту, характеристикам элемента и документации системы.
Когда огнезащита не требуется
Огнезащита не требуется только в двух ситуациях: конструкция без неё уже удовлетворяет проектному пределу либо к элементу применимо прямо предусмотренное нормами исключение. Сам факт, что элемент выполнен из стали, не является основанием отказаться от защиты. Не служат таким основанием и небольшая площадь помещения, невысокая нагрузка или визуально массивное сечение без соответствующего расчёта.
Для требования R 15 возможен вариант с незащищённой сталью по СП 2.13130.2020, если элемент не входит в противопожарную преграду и выполнено условие по R 8 либо приведённой толщине не менее 4,0 мм. Перед применением проверяют назначение конструкции, установленный предел и наличие дополнительных требований специальных норм или проектных решений. Если хотя бы одно условие исключения не выполнено, решение должно обеспечивать требуемый предел обычным путём.
При обследовании существующего объекта сначала собирают проектные данные и исполнительную документацию, устанавливают тип и роль элемента, затем определяют требуемый показатель. После этого проверяют состояние стали, её геометрию, условия обогрева и наличие покрытия, сопоставляя фактическую конструкцию с расчётом или документами на применённую систему. При отсутствии достаточного обоснования решение о сохранении или устройстве защиты принимают на основании проектной проверки, а не внешнего осмотра.
Приведённая толщина металла и расчёт
Приведённая толщина металла связывает площадь сечения стального профиля с периметром, который подвергается нагреву. Для расчёта используют формулу:
δпр = A / Pобогр
Здесь A — площадь поперечного сечения металла, а Pобогр — периметр обогреваемой поверхности. При нагреве профиля с четырёх сторон учитывают соответствующую поверхность, а не весь геометрический периметр без поправок на экранирование и условия примыкания.
На практике сначала уточняют геометрию профиля и схему его установки: с каких сторон действует огонь, есть ли экранирование, примыкает ли элемент к стене или перекрытию. Затем определяют площадь сечения и эффективный обогреваемый периметр, рассчитывают приведённую толщину и используют её при оценке огнестойкости и подборе защиты. Ошибка в периметре меняет расчётную характеристику и может привести к выбору неподходящего решения.
Приведённая толщина сама по себе не задаёт предел огнестойкости. Для проверки учитывают также нагрузку, расчётную схему и условия нагрева, а результат соотносят с требуемым R и областью применения подтверждённых данных. Если требуется подобрать состав, способ нанесения или конструктивную систему, полезна статья о выборе огнезащиты металла.
Проект огнезащиты
Если требуемый предел обеспечивают средствами огнезащиты, СП предусматривает проект с указанием способа нанесения или крепления. Проект должен соответствовать технической документации и условиям испытаний выбранной системы. Его задача — связать нормируемый результат с конкретными элементами, материалами, узлами и контролем выполнения.
Работу над решением целесообразно вести последовательно:
- Получить проектные данные, определить степень огнестойкости здания или пожарного отсека и классифицировать элементы по назначению.
- Установить требуемые критерии и предел для каждого элемента по таблице 21 приложения к 123-ФЗ и применимым специальным требованиям.
- Уточнить геометрию, приведённую толщину, схему нагрева, условия эксплуатации и состояние основания.
- Проверить, можно ли обосновать требуемый предел без огнезащиты; если нельзя — подобрать систему в пределах её технической документации и условий испытаний.
- Зафиксировать в проекте подготовку поверхности, способ нанесения или крепления, толщину защиты, решения по узлам и требования к контролю качества.
При выборе важно проверять не только заявленный предел или толщину слоя, но и соответствие системы конкретным профилям, приведённой толщине, условиям нанесения и эксплуатации. Огнезащитная система, подходящая для одного сечения или способа обогрева, не автоматически применима к другому. Приёмка должна подтверждать выполнение проектных требований, включая состояние основания, сплошность и фактические параметры покрытия; подробный порядок разобран в статье о приёмке огнезащитных работ.
Проект огнезащиты нужен не для формального указания материала, а для проверки всей цепочки: от нормативного требования до выполненного слоя и контроля. В нём должны быть определены элементы, требуемый предел, способ защиты, параметры системы и правила выполнения работ. Такой подход позволяет оценивать результат по проектным критериям, а не по одному лишь факту нанесения состава.
Почему стоит обратиться в «Авитек Инжиниринг»
«Авитек Инжиниринг» выполняет проектирование, монтаж, ремонт и обслуживание инженерных систем зданий и наружных сетей в Москве и Московской области. В состав работ входят вентиляция, кондиционирование, отопление, дымоудаление и пожарные системы. В компании работают собственные специалисты и используется собственная техника. При комплексной работе важно увязать решения по инженерным системам с проектной документацией и особенностями объекта.
Итог
Чтобы определить требуемую огнестойкость стальных конструкций, сначала устанавливают степень огнестойкости здания и функцию каждого элемента, затем выбирают критерий и предел по таблице 21 и специальным требованиям. Фактическую стойкость незащищённой стали нельзя назначать по общему правилу: учитывают сечение, приведённую толщину, нагрузку и нагрев, подтверждая результат расчётом или испытанием. Огнезащиту предусматривают, когда без неё требование не обеспечивается и нормативное исключение неприменимо; выбранное решение оформляют проектом и контролируют при выполнении.