Автореферат (1172935)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиБезбородов Владимир ИгоревичУСТОЙЧИВОСТЬ ПРИ ПОЖАРЕ ФАСАДНЫХ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХКОНСТРУКЦИЙ ВЫСОТНЫХ ЖИЛЫХ ЗДАНИЙСпециальность: 05.26.03 Пожарная и промышленная безопасность(технические науки, отрасль строительство)АВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМосква – 2019Работа выполнена в Академии Государственной противопожарной службыМЧС России на кафедре пожарной безопасности в строительствеНаучный руководитель:кандидат технических наук, доцентКазиев Махач МагомедовичОфициальные оппоненты:Гаращенко Анатолий Никитович,Доктор технических наук, доцент,Акционерное общество «Центральный научноисследовательский институт специальногомашиностроения", ведущий научныйсотрудник отделения прочности №9Гравит Марина Викторовна,Кандидат технических наук, доцентФГАОУ ВО «Санкт-Петербургскийполитехнический университет ПетраВеликого», доцент Высшей школыпромышленного-гражданского и дорожногостроительства Инженерно-СтроительногоинститутаВедущая организация:Акционерное общество «Научноисследовательский центр «Строительство»Защита состоится «18» декабря 2019 года в 14 часов 00 минут на заседаниидиссертационного совета Д 205.002.02 при Академии Государственнойпротивопожарной службы МЧС России по адресу: 129366, г.

Москва,ул. Б. Галушкина, д.4.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Академии ГПС МЧС Россиии на сайтеhttps://academygps.ru/upload/iblock/365/365fef153868d79ec8b0d8e05785dcb5.pdfАвтореферат разослан «23 » октября 2019 года.Ученый секретарьдиссертационного советаСивенков Андрей Борисович2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫВнастоящейработеподустойчивостьюприпожаре(пожароустойчивостью) светопрозрачного фасада понимается способностьфасада противостоять разрушению в условиях реального пожара.Критерием потери пожароустойчивости светопрозрачного фасадасчитается обрушение или выпадение фрагментов светопрозрачного заполненияфасада, способствующих распространению пожара по зданию.Актуальность темы исследованияПожары в высотных зданиях характеризуются разрушительнымипоследствиями. По сведениям ФГБУ ВНИИПО МЧС России, в период с 1998по 2018 годы в России зарегистрировано 820 пожаров в зданиях 25 этажей иболее, из них 622 – в жилых зданиях.

Примерами таких пожаров являютсяпожар в Мадриде (Испания) в 2005 г., в Грозном (Россия) в 2013 г., в Лондоне(Великобритания) в 2017 г. (рисунок 1).б)в)Рисунок 1 – Последствия пожаров в высотных зданиях:а) г. Грозный, Россия; б) г. Лондон, Великобритания; в) г. Мадрид, Испанияа)Во всех случаях наблюдается один и тот же характер развития пожара:пламя распространяется по фасаду здания, переходя с этажа на этаж, невстречая на своем пути каких-либо преград, способных его остановить.Все чаще фасады высотных зданий выполняются из светопрозрачныхконструкций.

Стекло, обладая низкой устойчивостью к воздействию высокихтемператур, разрушаясь, дает возможность выходу пожара на фасад здания идальнейшему его распространению на вышележащие этажи.Для ограничения распространения пожара по фасаду предусматриваетсянормирование его пределов огнестойкости или устройство глухихмеждуэтажных огнестойких поясов, выполняющих роль барьеров, черезкоторые пожар не должен перейти на вышележащий этаж.

Однако с наружнойстороны высотных зданий возникают сильные восходящие воздушные(конвективные) потоки, способные оказывать влияние на характер развитиявнешнего пожара, значительно увеличивая высоту пламени. В 1980 г. о влиянииветра на внешний пожар утверждал и доктор технических наук Н.П. Копылов.3Объективная необходимость создания эффективных способов защитысветопрозрачных фасадов высотных зданий от негативного воздействия пожараопределяет актуальность настоящего исследования.Степень разработанности темы исследованияИзучению характера поведения стекла в условиях пожара и факторов,оказывающих влияние на его разрушение, посвящено множество работроссийских и зарубежных исследователей (М.М.

Казиев, А.В. Дудунов,Е.В. Зубкова, Г.К. Святкин, В.В. Лицкевич, А.В. Карпов, P.J. Pagni, A.A. Joshi,T. J. Shields, G.W. Silcock, F.W. Mowrer и другие). Существующие теорииразрушения стекла и установленные критерии оценки устойчивости стекла припожаре основаны на результатах лабораторных и крупномасштабныхэкспериментов.

В ходе исследований М.М. Казиевым было установлено, чтоглавным критерием, способствующим разрушению стекла, является скоростьнарастания теплового воздействия на него. В условиях реальных пожаров привыходе пламени на фасад здания происходит быстрый рост температуры вдольплоскости фасада. На сегодняшний день отсутствуют сведения о поведениистекол при внешнем воздействии пожара, а также отсутствует методикапрогнозирования разрушения оконного светопрозрачного заполнения,расположенного над этажом пожара, и распространения пожара по зданию.Характер воздействия пожара, вышедшего из окна горящего помещения,на строительные конструкции изучали российские и зарубежные ученые(И.С.

Молчадский, И.Р. Хасанов, S. Yokoi, I. Oleszkiewicz, P.H. Thomas, M. Law,M. Delichatsios и другие). По результатам многочисленных теоретических иэкспериментальных исследований были получены зависимости, позволяющиеопределять высоту пламени и характер распределения температуры вдольплоскости фасада здания. Однако в ходе этих исследований не учитывалисьсопутствующие факторы, характерные для высотных зданий сосветопрозрачными фасадами. По данным исследований профессораЮ.А. Табунщикова, вдоль светопрозрачных фасадов высотных зданийвозникают естественные конвективные потоки, вызванные разностьютемператур окружающего воздуха и поверхности фасада, нагреваемогосолнечной радиацией. Скорость конвективных потоков достигает 10 м/с, этотфакт может оказать существенное влияние на динамику и характерраспространения пожара по вертикали здания.Дальнейшие исследования обусловлены необходимостью расширитьпознания о степени влияния конвективных потоков на характер распределениятемпературных полей пожара вдоль плоскости фасада, получить данные оповедении стеклопакетов и светопрозрачных конструкций при различныхтемпературных режимах пожара, а также выявить зависимости для методикирасчета устойчивости при пожаре светопрозрачных конструкций и обоснованияпротивопожарных требований, направленных на повышение пожарнойбезопасности высотных жилых зданий со светопрозрачными фасадами.В настоящее время нормативными документами по пожарнойбезопасности определено, что в высотных зданиях следует предусматриватьмероприятия по ограничению распространения пожара по фасаду здания.4Однако дополнительных рекомендаций по применению тех или иныхмероприятий, а также методов оценки их эффективности не приводится.К мероприятиям по ограничению распространения пожара по фасадуотносятся активные и пассивные меры противопожарной защиты зданий.Активные меры – это устройство систем автоматического пожаротушения иливодяного орошения светопрозрачных фасадов зданий, к пассивным относятконструктивные решения фасадов или зданий, препятствующие выходу пламенина фасад, или локализующие его размеры в принятых границах (огнестойкийфасад, вертикальный междуэтажный пояс или горизонтальный козырек).Наиболее надежными и эффективными считаются пассивные методыпротивопожарной защиты, на работу которых не оказывают влияние внешниефакторы, такие как долговечность, наработка на отказ, сохранность иремонтопригодность.Оценить эффективность применения тех или иных способов защитысветопрозрачных фасадов зданий возможно только на основании результатовнаучных исследований, нашедших свое отражение в критериях безопасности,методах их определения или сформулированных требованиях нормативныхдокументов по пожарной безопасности.Так, японский ученый S.

Yokoi путем многочисленных огневыхэкспериментов установил, что горизонтальный козырек размером 0,74 м,расположенный над окном горящего помещения, не позволяет пламениразрушить вышележащее окно. Результаты этих исследований внесли вклад внормативные требования многих стран.Однако горизонтальные козырьки не сочетаются с архитектурнымобликом зданий, имеющих светопрозрачные фасады, поэтому наиболееэффективным способом ограничения распространения пожара по фасадуздания остается устройство огнестойких фасадов.Зачастую при строительстве зданий со светопрозрачными фасадами,огнестойкие светопрозрачные конструкции заменяют на обычные, компенсируяэто огнестойким междуэтажным поясом высотой 1,2 м, предназначенным дляограничения распространения пожара между этажами, а в некоторых случаях(при разработке СТУ) при уменьшении высоты указанного поясапредусматривают водяное орошение стекол.Результаты научных исследований зарубежных ученых I. Oleszkiewicz и H.Longhua позволили им сделать вывод о том, что на высоту пламени пожара,выходящего из окна горящего помещения, влияет мощность очага пожара, атакже соотношение размеров оконного проема.Справедливо предположить, что одним из активных методов ограниченияраспространения пожара по фасаду здания может быть снижение размеров(площади) оконного проема, через который пламя может выходить наружу.Применение стекол в качестве основных ограждающих конструкцийзданий, в том числе и высотных, поиск новых способов защиты стекол отнегативного воздействия температуры пожара, а также ограничения его5распространения по фасадам зданий определяют необходимость и актуальностьдальнейших исследований.Цель исследования заключается в определении характера распределениятемпературных полей по фасаду здания, для обоснования технических решенийпо защите от разрушения светопрозрачных конструкций и предотвращениюраспространения пожара по фасаду высотных жилых зданий.Задачи исследования:– разработать алгоритм расчета необходимой и достаточной устойчивостисветопрозрачного заполнения на вышележащем этаже относительно этажапожара при максимальном его развитии;– разработать методику натурного огневого испытания по оценкепожароустойчивости светопрозрачного фасада высотного жилого здания;– установить характер распределения температурных полей по высотефасада высотного жилого здания при максимальной степени развития пожара;– установить влияние междуэтажных поясов на распространение пожарапо светопрозрачному фасаду высотного жилого здания;– определить влияние площади оконного проема на распределениетемпературных полей по высоте фасада здания при максимальном развитиипожара.Объектомисследованияявляютсясветопрозрачныефасадныеконструкции высотных жилых зданий.Предметом исследования является устойчивость при пожаре фасадныхсветопрозрачных конструкций высотных жилых зданий.Научная новизна работы заключается в:– теоретическомобоснованииалгоритмаоценкиустойчивостисветопрозрачной фасадной конструкции при пожаре в жилом высотном здании;– разработке методики натурного огневого испытания по оценкепожароустойчивости светопрозрачного фасада высотного жилого здания;– получении сведений о характере распределения температурных полей пофасаду высотного жилого здания при максимальной степени развития пожара;– определении предельных состояний и критериев разрушениясветопрозрачного заполнения фасада помещения очага пожара;– определении высоты пламени над помещением очага пожара от площадиразрушенного оконного проема;– получении данных о характере распределения температурных полей повысоте фасада здания при скорости восходящих воздушных потоков (3 м/с),характерных для высотных зданий.Теоретическая значимость работы:– установлены предельные состояния и выявлены критерии разрушениясветопрозрачных конструкций при пожаре в высотных жилых зданиях;– установлена зависимость температурных полей по высоте фасада отплощади оконного заполнения помещения очага пожара;6– установлена зависимость, позволяющая спрогнозировать значениятемпературных полей вдоль плоскости фасада в зависимости отсреднеобъемной температуры помещения очага пожара;– установлено влияние скорости восходящих потоков, равной 3 м/с, навысоту пламени, выходящего из окна горящего помещения.Практическая значимость работы:– разработанный алгоритм расчета позволяет спрогнозировать характерраспределения температурных полей вдоль плоскости фасада высотногожилого здания, на основании чего можно определить требования к показателямустойчивости при пожаре светопрозрачных конструкций и обосновыватьпротивопожарные мероприятия по предотвращению распространения пожарапо светопрозрачным фасадам высотных жилых зданий;– разработана методика натурных огневых испытаний по оценкепожароустойчивости светопрозрачного фасада высотных жилых зданий;– в условиях двух натурных огневых экспериментов установленыпараметры развития пожара, особенности и критерии разрушениясветопрозрачного фасада высотных жилых зданий, а также характерраспределения температурных полей по высоте светопрозрачного фасада;– установлена степень влияния междуэтажного пояса на предотвращениераспространения пожара по светопрозрачному фасаду высотного жилогоздания;– в условиях натурных испытаний установлена эффективность снижения(перекрывания) площади оконного проема помещения очага пожара дляпонижения высоты пламени и интенсивности теплового воздействия наоконные конструкции вышележащего этажа.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации