Архитектура и дизайн / Обеспечение устойчивости противопожарных стен.  

C учетом возможности одностороннего обрушения примыкающих к ним конструкций.  Что на самом деле значит данное требование и как его реализовать?

Согласно СН 2.02.05-2020 «Пожарная безопасность зданий и сооружений» противопожарные стены необходимо рассчитывать на устойчивость с учетом возможности одностороннего обрушения примыкающих к ним конструкций зданий при пожаре. «Сухая» формулировка соответствующего требования строительных норм, к сожалению, недостаточно ясно раскрывает суть мероприятий, которые следует реализовать. Давайте попробуем разобраться как необходимо выполнять данное требование на практике.

Важную роль в данном вопросе играют примыкающие к противопожарной стене строительные конструкции, под которыми в настоящей статье мы подразумеваем конструкции, которые не просто к ней примыкают, но и завязаны в один каркас с противопожарной стеной.

Противопожарная стена должна иметь предел огнестойкости не менее REI150, но, как правило, примыкающие к противопожарной стене конструкции имеют фактический предел огнестойкости ниже, чем сама стена.

Например, даже для здания I степени огнестойкости несущие конструкции, примыкающие к стене, могут иметь предел огнестойкости R(EI)120 (предугадывая возможный вопрос, поясним, что R(EI)120 указано для случая, если внутренняя стена лестничной клетки является раскреплением противопожарной стены). Таким образом возможное разрушение примыкающих конструкций к противопожарной стене произойдет быстрее в сравнении со временем, которое должна выдержать противопожарная стена при воздействии на нее пожара и не разрушиться.

Зачастую распространено «любительское» мнение, что разрушение вышеуказанных конструкций вовсе не оказывает влияния на дальнейшее поведение противопожарной стены. 

Фактически это работает иначе. Разрушение примыкающих конструкций к противопожарной стене приводит к двум изменениям работы противопожарной стены:
– изменение расчетных усилий в противопожарной стене;
– изменение расчетной длины и схемы работы конструкции противопожарной стены.

Разрушение примыкающих конструкций приводит к изменению расчетных усилий и может спровоцировать разрушение самой стены. То есть разрушающаяся конструкция, так как она соединена с противопожарной стеной, потянет за собой стену и создаст в ней непроектные усилия и моменты, что в итоге может привести к преждевременному обрушению стены.

В качестве примера, как влияет разрушение одной конструкции здания на другие, рассмотрим часть результатов натурных огневых экспериментальных исследований проводимых ГУО «Командно-инженерный институт» МЧС Республики Беларусь (сейчас ГУО «Университет гражданской защиты МЧС Беларуси») и ИООО «Кнауф Маркетинг».


Рисунок 1 – Внешний вид экспериментального сооружения перед разрушением

Конструкция, выделенная на рисунке 1 в натурном эксперименте, была нагружена более других для того, чтобы ее разрушение произошло первой. Все колонны экспериментального сооружения соединены между собой в единый каркас посредством стальных балок.


Рисунок 2 – Внешний вид экспериментального сооружения во время разрушения

В момент наступления предела огнестойкости стальной колонны (выделена красной сплошной линией на рисунках 1-3) за счет того, что все колонны соединены между собой балками, происходит разрушение колон, выделенных красной штриховой линией на рисунках 2 и 3.


Рисунок 3 – Внешний вид экспериментального сооружения после разрушения

Для проверки предельных состояний по несущей способности для постоянных расчетных ситуаций (при нормальной эксплуатации здания) конструкции, примыкающие к противопожарной стене, как правило, рассматриваются как элементы, раскрепляющие ее и обеспечивающие ее пространственную устойчивость. Соответственно, при оценке устойчивости противопожарной стены принимают расчетные длины ее несущих элементов в пределах раскрепляющих ее примыкающих конструкций.

Однако, как уже было написано выше, примыкающие конструкции имеют предел огнестойкости ниже, чем стена и после наступления редела огнестойкости, такие конструкции не могут являться для нее раскреплением. В результате расчетная длина противопожарной стены может увеличиваться в несколько раз, и, как правило, элементы противопожарной стены, которые были закреплены в нескольких точках, превращаются в конструкцию, закрепленную только на уровне фундамента. Следовательно, при определении предела огнестойкости противопожарных стен необходимо учитывать изменение расчетной длины несущих элементов конструкции.

Второй из основных особенностей работы противопожарных стен, касающихся обеспечения ее устойчивости, является то, что они подвержены одностороннему огневому воздействию (данный факт касается как стен, раскрепленных с каркасом здания, так и самонесущих противопожарных стен).

В результате такого воздействия в конструкции появляются неравномерные температурные деформации, так как температура на обогреваемой стороне стены может достигать 1200°С, в то время как на необогреваемой поверхности может оставаться в пределах начальной температуры 20°С. Температурные деформации приводят к появлению в конструкциях противопожарной стены дополнительных изгибающих моментов.

Таким образом, при расчете предела огнестойкости противопожарных стен с учетом возможности одностороннего обрушения примыкающих к ним конструкций при пожаре дополнительно к усилиям, вызванным приложением нагрузок от собственного веса конструкций и других нагрузок, должен учитываться тепловой момент. Например, дополнительный тепловой момент, возникающий в каменных конструкциях, может быть определен по ТКП EN 1996-1-2.

Более подробную информацию с примерами расчета противопожарных стен, вы сможете ознакомиться на нашем семинаре, который мы планируем провести в январе – феврале 2024 года.

Чтобы понять ценность такого мероприятия, напомним, что на предыдущем семинаре мы рассматривали применение расчетов в области пожарной безопасности для обоснования проектных решений. Как прошел данный семинар можно посмотреть здесь.


Жамойдик Сергей Михайлович, кандидат технических наук, доцент, ведущий специалист по научному обеспечению пожарной безопасности ООО «Альпата».

Было бы интересно посмотреть рисунки 1-3, на которых "красной сплошной линией" или "красной штриховой линией" выделены интересующие автора конструкции, а не непонятные фотографии.
Хотя, возможно эти "линии" воображаемые, или нанесены на внутренние поверхности испытываемых сооружений, и поэтому не видны невооруженному глазу.

А может все гораздо проще, когда переносили рисунки из ворда сюда в статью, кто-то забыл перенести линии, но я очень рад, что Вы внимательно прочитали статью, надеюсь она была для Вас полезной...
Сергей Жамойдик!!!

Статья действительно была полезной. Благодарю. Жаль утерянной информации при публикации

Сейчас занимаемся вопрос о внесении изменений, надеюсь немного позднее все исправят.

Полагаю, что при заливке из ворда на сайт забыли перенести не только красные линии, но и запись: "Результаты испытаний опубликованы с разрешения ИООО «Кнауф Маркетинг»" ))). Иначе к лаборатории УГЗ будут вопросы по соблюдению конфиденциальности при прохождении очередной аттестации.
Сама статья отличная. Спасибо, Сергей Михайлович!

Большое спасибо за обратную связь по статье, я очень рад что Вам понравилось. И спасибо за беспокойство о прохождении аттестации. Дело в том, что это были диссертационные исследования (в том числе и мои, я один из руководителей этих испытаний), а не сертификационные, и они являются открытыми для всех. Эти результаты можно найти в открытом доступе, например у меня в диссертации.

Перезалили картинки с красными линиями.

🫵 А ВЫ прислали письма для Архива разъяснений стройотрасли?!
Ждем ваших писем-разъяснений от МАиС, Стройтехнорм, Экспертизы, МЧС, БСЦ, РНТЦ и т.д. для наполнения  разрабатываемого Архива писем-разъяснений стройотрасли.