Автореферат (Предотвращение распространения пожара посредством применения экранных стен в пассажирских терминалах), страница 4

Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования».В процессе испытания образец устанавливался на проем кирпичнойстены толщиной 250 мм. Огневое воздействие на образец производилось состороны теплоизолирующей обшивки.Избыточное давление в огневой камере печи, в верхнем уровнеобразцов, через 5 мин от начала испытаний и до их окончания составляло(102) Па.В ходе испытания (рисунки 8 и 9) установлено, что первое повышениетемпературы на необогреваемой поверхности в сравнении с температуройконструкции до испытания более чем на 180°С зафиксировано на 31 минутена левой нижней огнезащитной панели (до 195°С).Температура, 0С1200100080060040020000102030405060Время, мин– стандартный температурный режим;– верхняя и нижняя границы стандартного температурного режима;– средняя температура среды в огневой камере печи.Рисунок 8 – Изменение температуры в огневой камере печи15Рисунок 9 – Образец после прекращения испытанияВ рамках проведенных испытаний установлено, что предлагаемаяконструктивная схема экранной стены обеспечивает фактический пределогнестойкости не менее EI 30.В целях исключения избыточных материальных затрат на проведениекрупномасштабных испытаний при изменении геометрических параметровэкранныхстенцелесообразноопределитьсоответствующуюфункциональнуюзависимость,позволяющуюоцениватьпределогнестойкости расчетными методами.Исследование закономерностей теплофизических характеристик отконструктивного решения экранной стены соответствует решению обратнойзадачи теплопроводности, при решении которой устанавливаются такиезначения теплопроводности и теплоемкости материала, при которыхрезультаты численного расчета совпадают с результатами прогрева,полученными при лабораторных испытаниях образцов.По результатам исследований, проведённых лабораторными методами,получены температурные зависимости коэффициента теплопроводности итеплоемкости локальных объемов материалов, учитывающие ихвлагосодержание.На основании разработанной программной модели конструкции экранасиспользованиемполученныхтемпературныхзависимостейтеплофизических параметров материалов проводится оценка пределаогнестойкости конструкции экрана с использованием выбранного методачисленного моделирования.Для целей достоверности результатов численных расчетов проводитсяверификация разработанной программной модели на основе данных обогневых испытаниях аналогичной конструкции.

Верификация исходноймодели проводится на основе достижения совпадения результатов16численного расчета с результатами огневых испытаний аналогичнойконструкции.Условия численного моделирования принимались аналогичными сусловиями проведённых огневых испытаний. На рисунке 10 приведенырезультатычисленногорасчетапрогреваконструкцииэкранаиспользованной при проведении огневых испытаний.Рисунок 10 – Поля температур в сечении исследуемого экрана на момент временипрогрева 60 минутРезультаты верификации позволяют сделать следующие выводы:определенные в ходе решения обратной задачи эффективные значениякоэффициентовтеплопроводностиитеплоемкостиобеспечиваютудовлетворительную сходимость результатов численного расчета ирезультатов огневых испытаний, в том числе и для крупномасштабныхиспытаний;разработанная программная модель может быть использована длядальнейших исследований огнестойкости экрана с его различнымигеометрическими параметрами;дальнейшие исследования огнестойкости экрана могут проводиться дляразличных значений толщины его наружных слоев (МБОР 5ф, 8ф, 10ф, 13ф,16ф) с целью построения обобщенной зависимости для возможностипоследующего аналитического расчета огнестойкости экрана с любымипромежуточными значениями толщины наружных слоёв защитногоматериала.Обобщенные результаты расчета пределов огнестойкости экранныхстен различной конструкции приведены в таблице 3.1745Толщина внешнегослоя, мм2х82х102х132х16ОВПФ-1М (ТУ 1523-025-47935838-2003).Расход огнезащитного состава 8,0-8,7 кг/м2ОВПФ-1М (ТУ 1523-025-47935838-2003).Расход огнезащитного состава 8,0-8,7 кг/м2ОВПФ-1М (ТУ 1523-025-47935838-2003).Расход огнезащитного состава 8,0-8,7 кг/м2ОВПФ-1М (ТУ 1523-025-47935838-2003).Расход огнезащитного состава 8,0-8,7 кг/м2ОВПФ-1М (ТУ 1523-025-47935838-2003).Расход огнезащитного состава 8,0-8,7 кг/м2Обозначение пределаогнестойкости32х5Пределогнестойкости*2МБОР5фМБОР8фМБОР10фМБОР13фМБОР16фВнутренний слой панелей, ммТолщина внутреннегослоя, мм1Внешний слойпанелей№ п/пТаблица 3 – Результаты расчета пределов огнестойкости экранных стен различнойконструкции (МБОР 5ф, 8ф, 10ф, 13ф, 16ф)20EI 55EI 4520EI 73EI 6020EI 87EI 602020EI109EI133EI 90EI120* - установлено на основании численного расчета с учетом результатов огневыхиспытаний, которые показали, что предельное состояние по потере целостности наступаетне ранее потери теплоизолирующей способностиВремя достижения критической температуры на необогреваемойповерхности конструкции в зависимости от толщины одного листа внешнейобшивки представлено на рисунке 11.Рисунок 11 – Время достижения критической температуры на необогреваемойповерхности конструкции в зависимости от толщины листа внешней обшивки (1) придвустороннем ее расположении и средним слоем из огнезащитного состава ОВПФ-1М (2)18Полученные результаты расчета предела огнестойкости экранаразличной конструкции позволяют выявить функциональную зависимостьмежду толщиной наружных обшивок из материала МБОР и пределомогнестойкости защитного экрана.Определение функциональной зависимости проводится методомрегрессионного анализа полученных в результате численного расчетаданных.Уравнение множественной регрессии может быть представлено в виде:Y = f(β, X) + ε,(3)где X = X(X1, X2, ..., Xm) – вектор независимых (объясняющих)переменных; β – вектор параметров (подлежащих определению); ε –случайная ошибка (отклонение); Y – зависимая (объясняемая) переменная.Теоретическое линейное уравнение множественной регрессии имеетвид:Y = β0 + β1X1 + β2X2 + ...

+ βmXm + ε,(4)β0 – свободный член, определяющий значение Y, в случае, когда всеобъясняющие переменные Xj равны 0.По результатам проведенных исследований установлено, что уравнениерегрессии (оценка уравнения регрессии) имеет следующий вид:Y = 17.3497 + 7.1202X1.(5)В рамках данной главы экспериментальными и расчетными методамиобоснован новый тип противопожарной преграды – экранной стены, дляопределения условий применения которой на объектах с массовымпребыванием людей:осуществлен выбор допустимых методов испытаний, подтверждающихкак требуемую область применения экранных стен, так и фактическиепожарно-техническиехарактеристикиконструкцийиматериаловзаполнения;предложены материалы для заполнения экранных стен и проведеныиспытания по методу определения теплового излучения падающеготеплового потока, подтверждающие, что критические плотности падающеготеплового потока не достигаются;осуществлен выбор конструктивной схемы экранных стен, а такжепроведены испытания на огнестойкость, подтверждающие обеспечениепредлагаемой конструкцией требуемого предела огнестойкости не менееEI 30;получена функциональная зависимость, позволяющая определятьфактический предел огнестойкости в зависимости от толщины листоввнешней обшивки, а также геометрические параметры защитного экрана взависимости от требуемого предела огнестойкости.По результатам проведенной работы можно сделать вывод, чтопредлагаемая конструкция экранной стены позволит обеспечить требуемыйуровень обеспечения пожарной безопасности объектов защиты приминимизации финансовых затрат путем внедрения новых решений,19соответствующих последним достижениям науки и техники в областипожарной безопасности.Кроме того, в целях исключения необходимости проведениякрупномасштабных дорогостоящих испытаний экранных стен целесообразнопроведение гармонизации существующего европейского стандарта порасширенному применению результатов испытания на огнестойкость,внедрение которого позволит реализовать наиболее эффективные вариантыпротивопожарной защиты с учетом оптимизации материальных затрат наобеспечение пожарной безопасности.Четвертая глава посвящена разработке рекомендаций по снижениюраспространения опасных факторов пожара за счет применения экранныхстен.В настоящее время Федеральным законом от 29 июля 2017 года№ 244-ФЗ внесены отдельные изменения в Технический регламент отребованиях пожарной безопасности, позволяющие реализовать возможностьвыбора новых технических решений, в части устройства экранных стен,являющихся в ряде случаев наиболее оптимальным и обоснованнымвариантом противопожарной защиты.В целях установления требований пожарной безопасности к указаннымконструкциям, в том числе учитывающих их область, требуемые пожарнотехнические характеристики, методы испытания, проведен анализ ипредставленыпредложенияподальнейшемусовершенствованиюнормативных положений (таблица 4).№п/п11.2.3.Таблица 4 – Предложения по конструкции и элементам экранных стенКлассификаТипы вертикальных мембранПримечаниеционныйТеоретическиеПрактическиепараметр(по методамиспытаний)2345Конструктивжесткая конструкцияв зависимости отноефункции экранагибкая конструкцияисполнениеФункцияэлемент противопожарной преградыпо ГОСТэкрана30247.1– длязаполнение проема в противопожарнойконструкций и попреградеГОСТ Р 53307 –комбинациязаполнениегоризонтальнопроемовкомбинацияПредел360по 123-ФЗогнестойкости(нормативные240требования к180150конструкциям90(заполнению)и6060ГОСТ 30247.04545(применяемые3030при испытаниях)15152014.5.6.7.8.9.10.13.14.2Расположениев рамнойконструкцииХарактерныепризнакипредельныхсостоянийНаличиезаполненийНаличиеорошенияВозможностьперемещенияВидыприводов длямобильныхэкрановЭлементыпримыканияэкранных стенРасположениеэлементовкрепленияэкранных стенНаличиенаправляющих34Продолжение таблицы 45в зависимости отрасположениявертикальногоризонтальнокомбинацияпотеря целостности (E)потеря целостности и теплоизолирующейспособности (EI)EIW (с учетом достижения предельнойвеличины плотности теплового потока)EIS (с учетомдостижениепредельной величиныдымогазонепроницаемости);EIWSотсутствуют (сплошные)имеютсяс орошением АУПТбез орошения АУПТстационарныемобильныеручнойавтоматическийдистанционныйкомбинированныйпримыкающиевыступающие загабариты проемаперемещающиесявнутрь преградыгоризонтальнок потолкук полувертикальнобез направляющихс боковыминаправляющими-по 123-ФЗ(нормативныетребования кконструкциям(заполнению) иГОСТ 30247.0,ГОСТ Р 53307 иГОСТ Р 53308(применяемыепри испытаниях)по ГОСТ Р 53307,ГОСТ 53308апробированныерешения советовМЧС Россиипо ГОСТ 30247.1и ГОСТ Р 53307в зависимости отфункции экранав зависимости отфункции экранав зависимости отфункции экранав зависимости отфункции экранаВ ходе диссертационного исследования установлено, что дляпоследующего применения экранных стен в рамках действующегозаконодательства требуются гармонизация отечественных требований смеждународными нормами, а также актуализация действующихотечественных нормативных документов.В рамках работы предложен перечень первоочередных нормативныхдокументов, подлежащих гармонизации и актуализации, а также разработаныпредложения по внесению изменений в действующие нормативные правовыеакты и нормативные документы по пожарной безопасности.

Данные21предложения касаются актуализации методов испытания на огнестойкость сучетом предлагаемого конструктивного исполнения экранных стен,выполняемых ими функций, а также особенностей их устройства(возможности их автоматического перемещения в объеме либо вне объемаограждающих конструкций, использования экранных стен в видепротивопожарных преград либо их заполнения и т.д.).Кроме того, представлены предложения по нормированию пределовогнестойкости, а также по установлению понятия «экранная стена»:«Экранная стена – самонесущая строительная конструкция илизаполнение проема в такой конструкции с нормированным пределомогнестойкости, предназначенные для предотвращения распространенияпожара».Впервые подготовлена первая редакция межгосударственногостандарта, устанавливающего возможность расширенного применения –ожидаемого поведения ограждающей конструкции и ее элементов привоздействии пламени, которое может основываться на интерполяции иэкстраполяции данных, полученных в ходе соответствующих испытаний.Утверждение в установленном порядке обозначенных предложенийпозволит обеспечить повышение уровня пожарной безопасности зданийпассажирских терминалов путем применения новых технических решений(экранных стен), обеспечивающих предотвращение распространения пожара.Кроме того, разработка экранных конструкций отечественногопроизводства позволит реализовать позицию Российской Федерации, в частиэффективного импортозамещения, а также позволит реализовать системуболее гибкого нормирования за счет применение новых вариантовпротивопожарной защиты, адаптированных к существующим реалиям,основанных на научных исследованиях, позволяющих обеспечить требуемыйуровень пожарной безопасности при минимизации финансовых затрат.ЗАКЛЮЧЕНИЕ1.