Пределы огнестойкости и огнезащитная эффективность

Пределы огнестойкости строительных конструкций и огнезащитная эффективность материалов

Целью написания данной статьи было желание как-то систематизировать информацию по предмету, указанному в заголовке.
Дело в том, что тема эта достаточно известна в кругу специалистов, занимающихся вопросами пожарной безопасности, по этому поводу были и продолжаются различные дискуссии в узких кругах, которые пока, к сожалению, так ничем и не закончились.
Чаще всего можно услышать следующее – «Да, проблема известная, но ничего сделать нельзя, надо менять нормативную базу.»
Вот и попробуем разобраться, что же всё-таки надо менять.

Есть в системе государственного нормирования Российской Федерации в области пожарной безопасности такой документ: ГОСТ 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности».
Документ этот введён в действие сравнительно недавно, а именно: с 01.01.2010 года, взамен, действовавшего на тот момент, НПБ 236-97, имевшего практически точно такое же название, что и ГОСТ, да и по содержанию практически от этого ГОСТа ничем не отличавшегося.
Замена НПБ 236-97 на ГОСТ 53295-2009 была произведена в связи с принятием и введением в действие в Российской Федерации Федерального закона о Техническом регулировании (184-ФЗ от 27.12.2002 г.). Будем рассматривать этот закон исключительно в узконаправленной его части, касающейся регулирования отношений в области пожарной безопасности, а если брать ещё уже, то в части обеспечения огнестойкости зданий и сооружений, поскольку именно эти вопросы нас в первую очередь интересуют.
Как была выстроена система нормативно-технического регулирования в области обеспечения огнестойкости строительных конструкций до того, как были разработаны Нормы Пожарной Безопасности (в частности НПБ 236-97)? И почему, собственно, понадобилось их вводить?
Основным документом, который определял понятия «предельного состояния конструкций», «огнестойкости» и устанавливал методы испытаний на огнестойкость строительных конструкций, был стандарт СЭВ 1000-79 «Противопожарные нормы строительного проектирования. Метод испытания строительных конструкций на огнестойкость».
По методике испытаний, сформулированной в этом стандарте, проводились испытания различных строительных конструкций: стальных, железобетонных и прочих. Испытывались, в том числе, и металлические конструкции с огнезащитными составами, применявшимися в тот период в строительстве.
Именно по результатам огневых испытаний, определялись огнезащитные свойства этих составов, которые в дальнейшем фиксировались в технической документации на изготовление и применение их в качестве средств огнезащиты строительных конструкций. Такими нормативно-техническими документами были государственные стандарты, ГОСТы на средства огнезащиты.
Ассортимент огнезащитных составов был невелик, и все они были «гостированы». В качестве примера можно привести, например, такие составы, как «ВПМ-2» ГОСТ 25131-82 или «Покрытие по стали фосфатное огнезащитное» ГОСТ 23791-79.
Как было сформулировано в преамбулах этих документов: «Стандарт устанавливает основные требования к покрытию, к компонентам для его изготовления и технологии нанесения». То есть, ГОСТы на огнезащитные материалы были теми документами, с помощью которых государство осуществляло контроль за их изготовлением и использованием.

С исчезновением Советского Союза, образованием государства под названием Российская Федерация, введением института частной собственности и всех прочих атрибутов капиталистического пути развития и связанных с этим новых форм экономических отношений, возникла необходимость пересмотра нормативно-технической базы и создания новой в области пожарной безопасности.
Таким образом, в 1994 г, взамен стандарта СЭВ 1000-78 были выпущены ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Метод испытания на огнестойкость. Общие требования» и ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции», которые уточнили, расширили и узаконили вопросы, касающиеся испытаний строительных конструкций на огнестойкость.
Неопределённым остался только вопрос: — А что делать с теми материалами, как импортными, так и отечественными, которые в новых условиях, пусть и поначалу в небольших количествах, стали появляться на Российском рынке в качестве огнезащитных. Из импортных, это, в первую очередь, огнезащитные краски и некоторые виды огнезащитных штукатурок, а из отечественных, прежде всего, мастики жидкостекольные.
Расширяющийся стремительно рынок огнезащитной продукции, требовал своего нормативно-технического оформления. Возникла необходимость идентификации огнезащитной продукции, а также контроля за её производством и применением.
На тот момент все вопросы, касающиеся разработки, сертификации, испытаний и применения пожарно-технической продукции были отданы в Государственную противопожарную службу МВД РФ, которая, с привлечением ВНИИПО, разработала и ввела в действие целую серию документов под названием Нормы Пожарной Безопасности (НПБ). В том числе и НПБ 236-97 «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности». Эти нормы устанавливали общие требования к огнезащитным составам для стальных конструкций, а также метод определения их огнезащитной эффективности.
НПБ 236-97 просуществовал вплоть до 2009 года, когда, как я уже сказал в начале, был, практически в неизменном виде, заменён на ГОСТ 53295-2009, в рамках введения в действие федерального закона «О техническом регулировании» (184-ФЗ от 27.12.2002 г.).

Таким образом, на сегодняшний день, документом, устанавливающим общие требования к огнестойкости и пожарной опасности зданий, сооружений, строений и пожарных отсеков, является Федеральный закон № 123-ФЗ от 22.07.2008 г. «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности». В этом законе, интересующему нас вопросу, посвящены две статьи, а именно:
Статья 35.
2. «Пределы огнестойкости строительных конструкций определяются в условиях стандартных испытаний. Наступление пределов огнестойкости несущих и ограждающих строительных конструкций в условиях стандартных испытаний или в результате расчетов устанавливается по времени достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний:
1) потеря несущей способности (R);
2) потеря целостности (Е);
3) потеря теплоизолирующей способности
4. Методы определения пределов огнестойкости строительных конструкций и признаков предельных состояний устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности.
Статья 87.
9. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности.
10. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности».

Есть те самые «нормативные документы по пожарной безопасности», к которым отсылает Федеральный закон в части определения пределов огнестойкости строительных конструкций:
1. ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Метод испытания на огнестойкость. Общие требования»
2. ГОСТ 30247.1-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Несущие и ограждающие конструкции»

И есть тот самый ГОСТ 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности» с которого мы и начали разговор в начале статьи.

В разделе 1 «Область применения» ГОСТ 53295-2009, написано, что «Настоящий стандарт является нормативным документом по пожарной безопасности в области стандартизации и устанавливает общие требования к средствам огнезащиты для стальных конструкций, а также метод определения огнезащитной эффективности этих средств.
И далее: «Настоящий стандарт не распространяется на определение пределов огнестойкости строительных конструкций с огнезащитой».
Другими словами, показатели огнезащитной эффективности, полученные по результатам испытаний средства огнезащиты по ГОСТ 53295-2009 не могут быть интерпретированы как показатели предела огнестойкости конкретных строительных конструкций.
То есть, есть закон, который чётко устанавливает, что – «Пределы огнестойкости строительных конструкций должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности».
Есть нормативные документы, в которых прописаны эти методики (ГОСТ 30247.0-94 и ГОСТ 30247.1-94) и которые являются обязательными для исполнения.
Вот, вкратце, выдержки из ГОСТов:
— для несущих и самонесущих строительных конструкций предельное состояние по огнестойкости определяется по потере несущей способности вследствие обрушения конструкции или возникновения предельных деформаций. Время, за которое наступает предельное состояние, называется предел огнестойкости и обозначается латинской буквой R.
— образцы несущих и самонесущих конструкций должны испытываться под нагрузкой.
А что происходит на практике?
А на практике, результаты испытаний огнезащитных материалов на огнезащитную эффективность, проведённых по методике ГОСТ 53295-2009, и отражённых в сертификате пожарной безопасности, выдаются за данные по пределам огнестойкости строительных конструкций с указанными в сертификате параметрами толщин средства огнезащиты.

Здесь хотелось бы сказать, в чём, собственно, отличие ГОСТ 53295-2009 от тех ГОСТов на огнезащитные материалы, о которых я упоминал выше и которые действовали до введения сертификации огнезащитных материалов.
Так вот, в тех ГОСТах было чётко указано соотношение толщин покрытий и пределов огнестойкости конструкций. Именно пределов огнестойкости, поскольку в отличие от нынешнего ГОСТ 53295-2009, где определяется некая абстрактная огнезащитная эффективность по тем испытаниям определялся именно предел огнестойкости.

Но вернёмся к огнезащитной эффективности.
Самое интересное, что эта подмена понятий приняла массовый характер, причём уже давно, фактически с того самого момента, когда была введена система сертификации огнезащитных материалов.
Лёгким движением руки, к времени огнезащитной эффективности, полученному по результатам испытаний, пририсовывают букву R и преподносят это как предел огнестойкости.

Открываешь рекламный проспект, или технологический регламент на любой огнезащитный материал для стальных конструкций и в каждом таком документе читаешь про пределы огнестойкости, которые на самом деле всего лишь показатели огнезащитной эффективности.
С одной стороны, само по себе это невинное занятие уже можно квалифицировать, как введение в заблуждение потребителя, что попахивает судебными издержками и прочими неприятностями для производителя материалов.
А с другой – если нет факта обмана, какие претензии могут быть к производителю? Да никаких. Произвёл материал, испытал его по ГОСТ 53295-2009, получил сертификат и предлагай этот материал всем, кому не лень. Дальше, мол, это ваша проблема, как вы будете его применять.
Ведь испытания по ГОСТ 30247-94 на пределы огнестойкости не являются обязательными.

По факту это, конечно, не так: просто огромное количество продаваемой и применяемой на объектах страны огнезащитной продукции, говорит лишь о масштабах проблемы с безопасностью зданий и людей.

Если всё вышеперечисленное сформулировать в сжатом виде, то получится следующее:
1. Показатели огнезащитной эффективности, полученные по результатам испытаний средства огнезащиты по ГОСТ 53295-2009 не могут быть интерпретированы как показатели предела огнестойкости конкретных строительных конструкций.
2. Пределы огнестойкости строительных конструкций с огнезащитой должны определяться в условиях стандартных испытаний по методикам, установленным нормативными документами по пожарной безопасности, то есть по ГОСТ 30247.0-94 и ГОСТ 30247.1-94.
3. Исходя из п 1 и п 2, кроме сертификатов на огнезащитную эффективность должны быть протоколы испытаний конструкций с огнезащитным покрытием на пределы огнестойкости по ГОСТ 30247.0-94 и ГОСТ 30247.1-94.

К вопросу о расчётных методах определения пределов огнестойкости стальных конструкций

В первой части статьи мы разобрались в том, что такое огнезащитная эффективность и предел огнестойкости.
Выяснили, что испытания на огнезащитную эффективность по ГОСТ 53295-2009 относятся исключительно к огнезащитным материалам, но не к самим конструкциям с огнезащитой, и что предел огнестойкости металлических конструкций, в том числе и с огнезащитой, определяется по методикам стандартного пожара под нагрузкой по ГОСТ 30247.0-94 и ГОСТ 30247.1-94.
Разобрались, что по результатам испытаний по ГОСТ 53295-2009 выдаётся сертификат на огнезащитную эффективность, а испытания на предел огнестойкости по ГОСТ 30247 не являются обязательными для производителей огнезащитных материалов, ведь эти испытания проводятся для конструкций, а не для огнезащитных материалов.
Возникает вопрос: и как же нам теперь перейти от результатов, полученных при испытаниях на огнезащитную эффективность, к пределам огнестойкости конкретных строительных конструкций?
Самые умные нам сразу же скажут, что мол для этого и существует такой документ, который называется «проект огнезащиты».
И действительно, если мы откроем свод правил СП 2.13130-2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты», то найдём там определение понятия «проект огнезащиты».
Несколько слов перед этим о самом своде правил.
«свод правил — документ в области стандартизации, в котором содержатся технические правила и (или) описание процессов проектирования (включая изыскания), производства, строительства, монтажа, наладки, эксплуатации, хранения, перевозки, реализации и утилизации продукции и который применяется на добровольной основе.» (Федеральный закон №184-ФЗ «О техническом регулировании»)
Как сказано в предисловии этого документа: Применение настоящего свода правил обеспечивает соблюдение требований к огнестойкости объектов защиты, установленных Федеральным законом от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности».
И вот что говорится там о проекте огнезащиты (раздел 3 «Термины и определения»):
«3.5 проект огнезащиты: проектная документация и (или) рабочая документация, содержащая обоснование принятых проектных решений по способам и средствам огнезащиты строительных конструкций для обеспечения их предела огнестойкости по ГОСТ 30247, с учетом экспериментальных данных по огнезащитной эффективности средства огнезащиты, а также результатов прочностных и теплотехнических расчетов строительных конструкций с нанесенными средствами огнезащиты.»
Интересно, что упоминание о «проекте огнезащиты» появилось в СП только в последней редакции 2012 года. В предыдущей версии 2009 года этого термина не было.
В определении термина «проект огнезащиты» видна попытка как бы обозначить некую методику расчётов пределов огнестойкости конструкций, при этом не видно никакой увязки с теми нормативными документами, которые, собственно, и определяют понятия «предел огнестойкости».
Акцент делается на экспериментальные данные по огнезащитной эффективности (неясным остаётся только что это за данные и сколько их) и говорится о прочностных и теплотехнических расчётах, без всякой, опять же, ссылки на методику этих расчётов и её одобрение в соответствующих инстанциях.
Первая мысль, которая возникает при этом, посмотреть, что по этому поводу написано в руководящих документах по пожарной безопасности: в Техническом регламенте, ГОСТах.

В первую очередь смотрим Федеральный закон 123-ФЗ, статья 87:

10. Пределы огнестойкости и классы пожарной опасности строительных конструкций, аналогичных по форме, материалам, конструктивному исполнению строительным конструкциям, прошедшим огневые испытания, могут определяться расчетно-аналитическим методом, установленным нормативными документами по пожарной безопасности».

В нормативных документах по этому поводу написано немного.
Например, в ГОСТ 30247.0-94 раздел 11:
«Результаты, полученные при испытании, могут быть использованы для оценки огнестойкости расчётными методами других аналогичных (по форме, материалам, конструктивному исполнению) конструкций».

Как видим, и в том и другом документах речь идёт об аналогичных конструкциях и результатах, полученных при огневых испытаниях.
Также, в обоих документах говорится о расчётных методах, но что это за методы, где они описаны, кем разработаны, не указано.

Таким образом, проанализировав все эти документы (123-ФЗ, ГОСТ 30247, СП 2.13130-2012) в части, касающейся расчётных методов определения пределов огнестойкости конструкций, можно сделать следующие выводы:
Во-первых, приоритетным документом для нас является Федеральный закон 123-ФЗ и его положения и требования являются определяющими, а это значит, что – определять пределы огнестойкости расчётно-аналитическими методами можно, но только для аналогичных конструкций, прошедших огневые испытания.
Там же говорится, что эти расчётные методики устанавливаются нормативными документами по пожарной безопасности, то есть ГОСТ 30247.0 и ГОСТ 30247.1
Но вот проблема: в этих нормативных документах нет никаких методик расчётов и даже ссылок на эти методики.
Остаётся единственный документ, в котором есть упоминание о каких-то расчётах (теплотехнический и прочностной) – это СП 2.13130-2012. Свои соображения по поводу этой, якобы методики, и этих расчётов, я уже высказал выше.
Поставьте себя на место проектировщика, который хочет рассчитать огнезащитное покрытие для стальных конструкций здания.
Прежде всего, у вас в руках должна быть методика таких расчётов.
Быть она должна, но вы её не найдёте.
Всё, что у вас есть, это сертификат на огнезащитный материал, может быть дополнительно ещё парочка протоколов испытаний того же огнезащитного материала на огнезащитную эффективность на конструкциях с другой приведённой толщиной и расшифровка термина, что такое «проект огнезащиты».
Можно читать это определение раз десять, но смысла вы для себя никакого не найдёте.
Речь в нём идёт, например, о неких экспериментальных данных по огнезащитной эффективности средства огнезащиты, но что это за данные, кем они установлены, как выглядят, ничего не сказано.
Вполне возможно, что речь идёт о применении п. 4.11 ГОСТ 53295-2009, в котором написано:
«при научно-техническом обосновании по инициативе заказчика, могут быть проведены испытания по расширенной программе, целью которых будет являться построение обобщённой зависимости огнезащитной эффективности конкретного средства огнезащиты от приведённой толщины металла и толщины огнезащитного покрытия».
Мутная, надо сказать, формулировка. Непонятно, что это за научно-техническое обоснование и почему по инициативе заказчика это надо делать. Как заказчик может определить сколько и каких испытаний необходимо провести. Какой ширины сама программа испытаний, о каком количестве и каких испытаний идёт речь, непонятно.
Но это опять же речь идёт об огнезащитной эффективности, к пределам огнестойкости это не имеет отношения.
Про упоминание прочностных и теплотехнических расчётов я уже говорил выше, никаких ссылок на методики этих расчётов вы также не найдёте.

Получается, что выполнить расчёт огнезащитного покрытия для пределов огнестойкости конструкций ни один проектировщик не может?
Спрашивается, а кто же может сделать такие расчёты?
Ответ, как бы напрашивается сам собой – наверное тот, кто всё это придумал.

А поскольку СП 2.13130-2012 было разработано «федеральным государственным бюджетным учреждением «Всероссийский ордена «Знак Почета» научно-исследовательский институт противопожарной обороны» (ФГБУ ВНИИПО МЧС России)», то там и надо искать ответ.
В своё время, когда ещё действовал документ НПБ 236-97 «Огнезащитные составы для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности» в недрах ВНИИ ПО был создан документ под названием: «Рекомендации по разработке проектной документации огнезащиты стальных конструкций», и который обозначался как Приложение к НПБ-236-97, хотя в самом НПБ 236 нет никакого упоминания об этом приложении.
Документ этот, похоже, был как бы для служебного пользования и не предназначался в качестве руководящего документа по проектированию огнезащиты для широкого использования.
Именно в этом документе описаны методики прочностных и теплотехнических расчетов стальных конструкций здания, только вот воспользоваться этими методиками невозможно по ряду причин:
— во-первых – документ этот, с его методиками, не утверждён, то есть: не опубликован, и не рекомендован для проведения таких расчётов,
— а во-вторых – сами методики содержат в себе то, что можно назвать «чёрными ящиками». Это такие места, в которых содержится ссылка не некие алгоритмы расчётов с использованием ЭВМ, но содержание этих алгоритмов не раскрывается.

Вывод из всего вышесказанного можно сделать только один: методики, с помощью которой можно было бы выполнять расчёты фактических пределов огнестойкости стальных конструкций с огнезащитой, которая была бы понятна и утверждена в установленном порядке, и которой мог бы пользоваться любой проектировщик, на сегодняшний день нет.

Но отсюда не следует, что вот ситуация безвыходная и для того, чтобы всё исправить надо менять нормативную базу. Надо, конечно наводить порядок в нормировании и лучший вариант, чтобы не выдумывать велосипед, привести свою нормативную базу в соответствие с европейской системой.
А пока этого не сделано, можно пользоваться теми нормативными документами, какие есть.
Что для этого необходимо?
Прежде всего, надо понимать, что нельзя сделать просто некий расчёт толщин огнезащитного покрытия, пусть даже и по результатам испытаний, и применять его направо и налево – толщины покрытий должны рассчитываться для каждого конкретного объекта. И не просто по приведённой толщине металла, а ещё и по критическим температурам для каждой конструкции здания.
Выполнить расчёт критических температур стальных конструкций здания, задача посильная для проектировщиков, есть методика таких расчётов.
Со временем, возможно, если прилагать в этом направлении определённые усилия, проектировщики начнут вводить эти расчёты в проектную документацию и этими расчётами можно будет воспользоваться, учитывая, что они в любом случае считают конструкции по нагрузкам. Возможно, для этого придётся внести изменения в нормативную документацию (например, СП 16.13130-2011 Стальные конструкции. Актуализированная редакция СНиП II-23-81).
После того, как выполнен расчёт критических температур стальных конструкций здания, необходимо подобрать огнезащитный состав, у которого имеются испытания по ГОСТ 30247 и расчёты толщин покрытия, сделанные на основе этих испытаний, в зависимости от критических температур стальных конструкций и подобрать соответствующие толщины огнезащитного покрытия, в зависимости от приведённой толщины металла и критической температуры.
Вот тогда можно сказать, что расчёт огнезащитного покрытия выполнен.
И без испытаний стальных конструкций с огнезащитным покрытием по ГОСТ 30247 не обойтись. При этом, если бы ввести в ГОСТ 30247 обязательным требованием при испытаниях измерять критическую температуру конструкции, чего сейчас нет, то это значительно упростило бы решение задачи по расчётам.

Рекунов С.Н.
09.05.2016 г.