Диссертация (1172918), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Таким образом, при наличии в качестве первого элемента конструкции горючей плиты OSB главный вклад в огнестойкость конструктивной системы I (82 %) вносит теплоизолирующий слой.Наименьший вклад – последний элемент ограждающей конструкции.Во II и III системах 4-х слойных ограждающих ЛДКрК в качестве теплоизоляции использовали полимерный пенокомпозит «PENOCOM» такой же толщины100 мм, как и в I первой системе. Однако в качестве первого облицовочного слоядополнительно использовали горючую сосновую древесину (имитацию бруса), а вIII системе – для сравнения два слоя негорючих гипсокартонных листов.
Каркасбыл выполнен из древесины сосны. Стойки деревянного каркаса второй системыбыли изготовлены из одинарных брусков толщиной 0,025 м. В III изготовлены издвух брусков толщиной 0,025 м, скрепленных по высоте стойки четырьмя металлическими саморезами на равном расстоянии друг от друга. Таким образом, в III84конструкции с негорючими ГКЛ облицовками для увеличения сечения стоек использованы металлические элементы узлов соединения.На рисунке 5.1.3 приведены результаты измерений легкой ограждающейконструкции II. Так как на обеих стойках динамика изменения температуры былапрактически одинаковой, на рисунке 5.1.3 показано изменение температуры только на одной из них.Рисунок 5.1.3 - Динамика изменения температуры в контрольных точках образца № 2 при стандартном режиме пожара (Т1): Т2 – на тыльной стороне отделочного материала «имитация бруса»; Т3 – на тыльной стороне плиты OSB; Т4,Т5– температура в центре стойки со стороны огневой экспозиции и на необогреваемой поверхности; Т6 – на тыльной стороне «PENOCOM» теплоизоляции; Т7 – на необогреваемой стороне конструкцииАнализ результатов температурных измерений дает возможность оценитьфактический предел огнестойкости ограждающей деревянной конструкции системы II, равный 38,5 мин, со следующими вкладами еѐ элементов:Пф = 38,5мин = ∑ τi = (17)брус + (6)OSB + (15,5)PC+OSB = 38,5 мин.Здесь предел огнестойкости конструкции определен по принятому критерию– температуре 180 °С на необогреваемой поверхности последнего слоя – OSB облицовки.85Однако следует отметить некоторые особенности поведения исследуемой системы конструкции при стандартном режиме пожара.
Прежде всего, за весь период 38,5 минут испытания температура на тыльной поверхности «PENOCOM»теплоизоляции не поднялась выше 66 °С. Поэтому повышение температуры нанеобогреваемой стороне конструкции нельзя объяснить передачей тепла к последнему элементу – плите OSB только через «PENOCOM» теплоизоляцию. Первая облицовочная сосновая доска к 17 минуте потеряла свою огнезащитную способность и начала полностью сгорать. В результате дополнительного выделениятеплоты температура на еѐ поверхности достигла почти 1100 °С. Можно полагать,что сосновая облицовка разрушилась к моменту начала обугливания плиты OSBпод нею.
Огнезащитная способность OSB горючей облицовки не превышает 6мин, после чего она сгорает. Начало обугливания деревянных стоек отмечено на19 мин испытания (Т4), но к окончанию опыта внешние поверхности стоек и облицовочная плита сохранили свою целостность (Т5).Результаты испытания фрагментов конструкции системы III позволяют сделать вывод, что и в этом случае огнезащитная и теплоизолирующая способность«PENOCOM» материала полностью не реализованы из-за наличия другого каналатеплопередачи. По-видимому, его проявление связано с небольшой толщиной деревянных стоек и неблагоприятным соотношением толщины стоек и размера саморезов – металлических узлов соединения [17].
В результате обугливания стоекна границе с теплоизоляцией могли возникнуть зазоры, которые привели к снижению фактического предела огнестойкости ограждающей конструкции.На рисунке 5.1.4 показана динамика изменения температуры в огневой печии контрольных точках на поверхности ограждающей конструкции и еѐ элементовисследуемой системы III. Предел огнестойкости ограждающей деревянной конструкции определяли по времени от начала испытания.86Рисунок 5.1.4 - Динамика изменения температуры в печи и центре поверхности ограждающей конструкции III и еѐ элементов: Т1 – температура в печи; Т2 – на тыльной стороне ГКЛ№1; Т3 – на тыльной стороне ГКЛ №2; Т4 – на тыльной стороне «PENOCOM» изоляции; Т5 – нанеобогреваемой поверхности конструкцииНа основании указанных выше температурных критериев теплоизолирующейспособности элементов и ограждающей конструкции в целом фактический пределогнестойкости системы равен Пф = 26 мин.
Вклад в огнестойкость ограждающейконструкции еѐ элементов соответственно оценивается как:Пф = ∑τi = (13)ГКЛ№1 +(9,5)ГКЛ №2 + (2,5)PC + (1)OSB = 26 мин.Относительно небольшой вклад «PENOCOM» теплоизоляции указывает нато, что еѐ теплозащитная способность не реализуется в полной мере. Слой теплоизоляции сохраняет свою форму, за период испытания не наблюдается обугливание по всей его толщине.
Можно сделать вывод, что основная теплопередача визучаемой ограждающей конструкции за гипсокартонными плитами происходит внаправлении деревянных стоек по зазорам между брусками. При визуальномосмотре образцов видны зазоры порядка 1-1,5 мм, которые образованы из-за некачественной подгонки поверхности брусков и их скрепления. Металлические узлы соединения приводят к локальному прогреву и увеличивают тепловой поток в87этом направлении, что существенно снижает предел огнестойкости конструкции.После окончания испытания отмечено обугливание плит OSB со стороны стоек,что подтверждает влияние канала теплопередачи через зазоры.
В последующихиспытаниях использованы конструкции с цельными стойками из досок толщиной50 мм.Представляло интерес выяснить влияние на огнестойкость ограждающих деревянных конструкций негорючих облицовочных слоев с более высокими пожарно-техническими свойствами, а именно стекломагнезитовых листов (СМЛ).В системе IV ограждающие ЛДКрК включали слой СМЛ, теплоизоляциюRockwool Scandic Light и плиту OSB. В таблице приведены данные о составляющих элементах конструкции (Таблица 5.1.2).Таблица 5.1.2 – Характеристика элементов ограждающей конструкции IVНаименованиематериалаРазмеры, мМасса, кгПлотность,кг/м3Система IVСМЛ №10,37×0,3×0,010,884796Утеплитель «Rockwool scandic»0,255×0,3×0,150,40235OSB0,37×0,3×0,0090,62620Каркас: ель (0,05)0,3×0,15×0,050,79351Вводные данные для расчета предела огнестойкости СМЛ элемента ограждающей конструкции отсутствуют.
Поэтому фактический предел огнестойкостиконструкции IV системы в целом и вклады отдельных элементов в него определены экспериментально по температурным измерениям (Рисунок 5.5).На рисунке 5.1.5 обозначены номера температурных измерений в окружающей среде печи, а также на поверхности элементов конструкций, подвергаемыхнагреву и с обратной их стороны.88Рисунок 5.1.5 - Динамика изменения температуры в печи и центре поверхности ограждающей конструкции IV еѐ элементов:1 - температура в печи; 2 – температура на поверхности СМЛ; 3– температура на тыльной поверхности СМЛ; 4 – температура на обогреваемой поверхности OSB;5– температура на поверхности стойки; 6 - температура на необогреваемой поверхности стойки 7 –температура на тыльной поверхности OSBПо температурным измерениям фактический предел огнестойкости этой ограждающей конструкции составил 52 мин.
Вклады отдельных элементов конструкции вобщий фактический предел еѐ огнестойкости (считая от начала испытания) составляют соответственно:Пф = ∑ τi = (15)СМЛ + (30) R-Wool + (7) OSB = 52 мин.Полученные результаты показывают важное влияние на теплопередачу и прогрев ограждающей конструкции теплофизических свойств первого элемента и особенно теплоизолирующего слоя. Следует отметить, что наличие негорючего, неразрушающегося при огневом воздействии стекломагнезитового элемента существенноповышает общий предел огнестойкости ограждающей конструкции, защищает стойку деревянного каркаса от обугливания. Стойка сохраняет свою целостность свыше52 мин (Рисунок 5.5, кривая 7).
Таким образом, специфика комбинации разных элементов и их материальных характеристик в ограждающей каркасной деревяннойконструкции определяют предел еѐ огнестойкости.89Представляло интерес в этом плане сравнить пределы огнестойкости исследуемых ограждающих каркасных деревянных конструкций с литературными данными об огнестойкости конструкции, близкой по комбинации сочетания негорючих материалов и OSB плиты.Так, по результатам крупномасштабных стандартных испытаний деревяннаякаркасная конструкция, включающая колонны сечением 140×38 мм из хвойнойдревесины С16 сорта, лист гипсовой штукатурки толщиной 12,5 мм, стекловолокнистую теплоизоляцию c толщиной 140 мм и теплопроводностью 0,035 Вт/м×K,11 мм плиту OSB, по признакам EI показала предел огнестойкости 31 мин.
Учитывая, что стекловолокнистая теплоизоляция уступает по формоустойчивости базальтовой теплоизоляции Rockwool Light Scandic, понятен более низкий пределогнестойкости полученный в работе [32].В системах ограждающих деревянных конструкций с V по VII использовалиполимерную теплоизоляцию «PENOCOM» одинаковой толщины, но с разнойплотностью: 43,7; 83 и 140 кг/м3. V и VI конструкции были 4-х слойными, включали по 2 облицовочных слоя СМЛ со стороны огневого воздействия и OSB плитуна необогреваемой стороне. VII система ограждающей ЛДКрК была трехслойной,отличалась от предыдущих систем наличием СМЛ облицовок, как с обогреваемой, так и необогреваемой стороны.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
