Диссертация (1172936), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Если высота пламени превышает размер защитного междуэтажногопояса, вывод об обеспечении устойчивости при пожаре светопрозрачного фасададелается исходя из критерия устойчивости стеклопакета вышележащего этажа:(2.14)где Th – температура вдоль плоскости фасада на высоте h, °С; S – площадь проемадля выхода пламени, м2; h – высота, м; Kh – коэффициент распределениятемпературы по высоте фасада.Применимостьформул(2.12)идоказана(2.13)результатамикрупномасштабных испытаний.
Однако она не учитывает возможного влияния навысоту пламени вертикальных воздушных потоков. Исследования в данномнаправлениинеобходимыхнасегодняшнийсведенийденьтребуетсянепроводились.подготовкаиДляпроведениеопределениянатурногоэксперимента, позволяющего установить влияние ветра на высоту пламени.63В случае вывода о том, что светопрозрачное заполнение способноразрушиться, необходимо предусмотреть дополнительные меры по ограничениюраспространения пожара по фасаду.
Это достигается путем изменения типастеклопакета,обладающегоповышеннойустойчивостью;применениемспециальных экранов, позволяющих ограничить площадь проема для выходапожара и увеличить высоту междуэтажного пояса. Эффективность принятыхспособовподтверждаетсяповторнымрасчетомилиэкспериментальнымспособом.Для апробации предложенного алгоритма расчета рассмотрим некотороездание жилого назначения со светопрозрачным фасадом. Предварительно былпроведен анализ планировочных решений квартир жилых зданий с различнымколичеством комнат (3-, 2- и однокомнатных).
Анализ проводился согласноданным, представленным в сети интернет, о различных жилищных комплексахг. Москвы, Екатеринбурга и Оренбурга. Наиболее распространенная планировка –однокомнатные квартиры (квартиры-студии), средней площадью 33 м2, высотаэтажа 2,6 м. В соответствии со статистическими данными, наибольшее числопожаров, происходящих в жилых зданиях, возникает в спальных комнатах.Приведенная к древесине пожарная нагрузка жилых помещений составляет50 кг/м2.В качестве ограждающей конструкции принята навесная светопрозрачнаястена с глухим междуэтажным поясом высотой 1,2 м.
Светопрозрачноезаполнение не нормируемого предела огнестойкости разделено несущейалюминиевой стойкой на две равные части и имеет следующие размеры:ширина – 3,05 м, высота – 1,65 м.Дляопределенияустойчивостиприпожарерассматриваемогосветопрозрачного фасада жилого здания выполним расчет согласно алгоритму,представленному на рисунке 2.4.В соответствии с параметрами помещения и горючей нагрузкой определяемпроемность помещения, критическую и удельную пожарную нагрузку:641.2.=14,433.=8,524.удкр= 1336,2 К = 1063,2 °С5.6. Определяем высоту и температуру пламени апробированным методом,сформулированным P.H.
Thomas и M. Law [68]. Высота пламени определяется поформуле (1.7):=1,92 м.По формуле (1.14) определяется температура пламени в окне:= 1081,7 К = 808,7 °С.Подставляя T0 в формулу (1.15) получаем температуру на заданныхвысотах:– высота 1,2 метра от верха окна:= 632,6 °С;– высота 1,7 метра от верха окна: Th = 559,3 °С;– высота 2,2 метра от верха окна: Th = 485,9 °С.Определив размеры пламени и распределение температур по высоте фасадаможноустановитьмаксимальнуютемпературувзоневоздействиянасветопрозрачное заполнение. Зная критические условия разрушения стеклопакета,можно сделать вывод об устойчивости светопрозрачного заполнения и фасада вцелом.Известныекритерииразрушениястеклаполученынаоснованиирезультатов многочисленных экспериментов, где установлено, что на характерразрушения стекла оказывают влияние многие факторы: вид стекла и способего изготовления, размер и толщина стекла, способ его крепления на объекте идинамика нагрева.65Наличие такого количества факторов, влияющих на разрушение стекла,усложняет задачу практических расчетов по определению критерия разрушениястеклопакета.
Это снижает достоверность теоретического прогнозированияустойчивости при пожаре светопрозрачной конструкции.Для практического применения следует минимизировать количествофакторов, влияющих на разрушение стеклопакета, и принять наиболеекритические с точки зрения безопасности оценочные критерии.В работе [63] установлено, что на разрушение стекла главным образомвлияет динамика роста температуры до критического значения, при которомпроисходит разрушение. Отсюда следует, что для практических расчетовустойчивости при пожаре светопрозрачных фасадов кроме максимальнойтемпературы, воздействующей на фасад, необходимо учитывать динамику ростадо расчетных значений.Возможнымразрушениярешениемстеклопакетапоставленнойвпрактическихзадачицеляхопределенияявляетсякритерияпроведениепредварительных испытаний по определению критерия разрушения стеклопакетаот внешнего пожара.
Испытания должны отражать особенности изготовлениястеклопакета, способ его монтажа и иметь критический режим температурноговоздействия, отражающий условия реального пожара.Все известные критерии разрушения стекла определены на основаниилабораторных и крупномасштабных экспериментов. Данные экспериментыпроводились для варианта температурного воздействия на стекло от пожара,развивающегося внутри помещения. Данные о критериях разрушения стекла привнешнем пожаре отсутствуют.Для дополнения предложенной методики определения устойчивостисветопрозрачного фасада здания необходимо экспериментальным образомустановить характер разрушения светопрозрачного заполнения при внешнемпожаре.
Выявить зависимость критической динамики нагрева стеклопакета вовремени.66ГЛАВА 3. УСТОЙЧИВОСТЬ ФАСАДНЫХ СВЕТОПРОЗРАЧНЫХКОНСТРУКЦИЙ В УСЛОВИЯХ РЕАЛЬНОГО ПОЖАРА3.1 Методика натурного огневого испытанияфасадной светопрозрачной конструкцииДля проведения крупномасштабных натурных испытаний была выбранасветопрозрачная навесная стена, запроектированная и произведенная компаниейООО «ФОТОТЕХ», представляющая собой стоечно-ригельную профильнуюсистему ALT F50, с глухим междуэтажным поясом высотой 1,2 м исветопрозрачным заполнением стеклопакетами из листового стекла (формуластелопакета 6+12+4+12+6). Глухой междуэтажный пояс выполнен в соответствиис альбомами технических решений компании АЛЮТЕХ, разрез междуэтажногопояса и размещение их на объекте испытаний показаны на рисунке 3.1.абРисунок 3.1 – Междуэтажный пояс:а) вид в разрезе; б) установка на объекте испытанийФрагмент навесной светопрозрачной стены выполнен на три этажа здания,общей высотой 9125 мм, шириной 3200 мм.Общий вид объекта испытаний представлен на рисунке 3.2.67Рисунок 3.2 – Общий вид объекта испытанийЦелью проведения испытания является определение устойчивости припожаре светопрозрачных навесных стен с глухим междуэтажным поясом высотойне менее 1,2 м и пределом огнестойкости не менее EI60.Для достижения назначенной цели поставлены следующие задачи:1) определить скорость прогрева стеклопакета и критический режимтемпературного воздействия пожара, при котором происходит разрушениестеклопакета и потеря его целостности;2) определить влияние площади оконного проема на размер пламени ивысоту температурных полей, формируемых вдоль плоскости фасада;3) определить температуру и мощность тепловых потоков, создаваемых внепосредственной близости от светопрозрачного заполнения внутри помещения,расположенного над помещением очага пожара;684) определить влияние ветровых (конвективных) потоков, направленныхвдоль фасада здания, на размеры температурных полей, формируемых вдольплоскости фасада;5)послепроведенияиспытанийоценитьсостояниенесущихиограждающих конструкций навесной стены здания, узлов примыкания кперекрытию, стыковых соединений;6)исследоватьстепеньповрежденияконструкцийнавеснойсветопрозрачной стены.Испытания проводились на полномасштабном макете пятиэтажного здания,расположенном на территории испытательного полигона Оренбургского филиалаФГБУ ВНИИПО МЧС России.Макет пятиэтажного здания представляет собой не отапливаемое строение,размерами в плане 12×13 м, высотой 16 м.
Несущие стены и перегородки –кирпичные из полнотелого керамического кирпича М150, на растворе марки 100,плиты перекрытия – железобетонные с круглыми пустотами по серии 1.141.1.Помещение очага пожара расположено на первом этаже здания, наружнаястена помещения выполнена из светопрозрачной фасадной конструкции,ограждающие стены выполнены из красного кирпича. Помещение имеет двернойпроем, выходящий на лестничную клетку здания. В боковой стене имеется проемразмером1,3×1,4м,наначальномэтапеиспытанияпроемзаполнентеплоизоляционным материалом. В ходе испытания необходимо осуществлятьвоздухообмен в помещении с помощью указанного проема, регулируя егоплощадь открытия.
Площадь помещения очага пожара составляет 33 м2.Температурныйрежимпожараобеспечиваетсягорючейнагрузкой,плотность размещения которой составляет 50 кг/м2 (параметры горючей нагрузкиобоснованы в разделе 1.3 настоящей работы). В качестве горючей нагрузкииспользуется древесина хвойной породы влажностью не более 12%. Общееколичество древесины принято 1650 кг.Способ размещения горючей нагрузки обеспечивает условие созданиянаиболее критической ситуации с точки зрения воздействия пожара на наружные69конструкции фасада здания, а также отражает условия ее размещения,характерные для жилого помещения (рисунок 3.3).Воздухообмен в помещении очага пожара во время горения обеспечиваетсяследующим образом:– приток воздуха осуществляется через дверной проем, соединенный слестничной клеткой, имеющей выход непосредственно на улицу. Дверной проемзафиксирован в максимально открытом положении;– выброс продуктов горения организован через шахту дымоудаленияразмером 300×400 мм, дымоприемное устройство расположено в перекрытиипервого этажа.Для защиты пустотных плит перекрытия от негативного воздействияпожара выполнена огнезащита минераловатными плитами «ТЕХНО ОЗБ 80» наоснове базальтового волокна производства ООО «ТехноНИКОЛЬ».Рисунок 3.3 – Помещение очага пожара и характер размещения горючей нагрузки в помещенииДля реализации условий, характерных для высотного строительства, аименно воздействия вертикально направленного ветрового потока вдоль фасадаздания смонтирована специальная установка, принципиальная схема которой70представленанарисунке3.4.Установкасостоитизвентилятора,обеспечивающего регулируемый поток воздуха высокой производительности, атакже металлического лотка, предназначенного для формирования направленияпотока воздуха вдоль плоскости фасада по всей его ширине.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
