Диссертация (1172936), страница 14
Текст из файла (страница 14)
Очевидно, чтоуменьшение площади оконного проема способствует снижению высоты пламени,его температурных полей и, как следствие, предотвращению разрушенияоконного заполнения вышележащего этажа и ограничению распространенияпожара по фасаду здания. Следовательно, определив технически надежный иэффективный способ, реализующий снижение площади оконного проема припожаре, можно решить задачу предотвращения распространения пожара посветопрозрачному фасаду высотного здания.Эффективность найденного способа предотвращения распространенияпожара по светопрозрачному фасаду здания можно определить только в условияхнатурного огневого испытания.С целью оценки эффективности предлагаемого способа предотвращенияраспространения пожара по светопрозрачным фасадам зданий (далее – способпредотвращения пожара) была разработана методика натурного огневогоиспытания, учитывающая следующие положения:1) условия развития пожара должны быть максимально приближены кусловиям, реализуемым в предыдущем натурном испытании;2) для оценки эффективности рассматриваемого способа необходиморазработать техническое решение, позволяющее при пожаре уменьшить площадьоконного проема, одновременно увеличить высоту междуэтажного пояса иснизить высоту пламени, выходящего из оконного проема, и температуру вобласти светопрозрачного заполнения вышележащего этажа.Методикапроведениянатурногоогневогоиспытанияпооценкеэффективности средств и способов предотвращения распространения пожарапо светопрозрачным фасадам зданий.Целью испытания является определение степени влияния площадиоконного проема на высоту пламени вдоль плоскости фасада здания.В ходе испытания необходимо решить следующие задачи:931) определить скорость прогрева стеклопакета и критическую температуру,при которой происходит разрушение листового стекла и потеря целостностистеклопакета в целом;2) определить распределение температурных полей вдоль плоскости фасадапри различной площади оконных проемов горящего помещения;3) определить влияние площади оконного проема на пожароустойчивостьсветопрозрачной конструкции фасада.Описание технического решения, позволяющего при пожаре уменьшитьплощадь оконного проема, одновременно увеличить высоту междуэтажногопояса и снизить высоту пламени, выходящего из оконного проема, итемпературу в области светопрозрачного заполнения вышележащего этажа.В качестве модели технического решения предлагается применениезащитного экрана из несгораемого материала, опускающегося при пожаре поддействием собственной силы тяжести до уровня, необходимого для ограничениядальнейшего распространения пожара.
Принцип действия защитного экранапоказан на рисунке 4.1. Защитный экран устанавливается в исходном положении«закрыто» на конструкцию ригеля светопрозрачного фасада, при этом удержаниеэкрана осуществляется термоплавкими замками. При возникновении пожаратермоплавкие замки разрушаются, позволяя защитному экрану опуститься вположение «открыто».Указанная модель технического решения по снижению площади оконногопроема не может быть отнесена к объемно-планировочным решениям здания, аявляется инженерно-техническим устройством, направленным на повышениеуровня пожарной безопасности высотных зданий.94Рисунок 4.1 – Принципиальная модель защитного экранаПодготовка и проведение испытанияИспытаниепроведенонапятиэтажномздании,расположенномнатерритории испытательного полигона Оренбургского филиала ФГБУ ВНИИПОМЧС России.
Описание параметров здания представлено в главе 3 настоящейработы.Огневому воздействию подлежит фрагмент навесной светопрозрачнойстены, выполненной на три этажа здания, общей высотой 9125 мм, шириной3200 мм, в местах примыкания стены к перекрытиям здания предусмотреныглухие огнестойкие междуэтажные пояса высотой 1,2 м, выполненные всоответствии с альбомами технических решений компании АЛЮТЕХ.
Оконныеостекления стены выполнены стеклопакетами из листового стекла (формуластеклопакета6+12+4+12+6).Светопрозрачнаястеназапроектированаиизготовлена компанией ООО «ФОТОТЕХ».Для достижения целей и задач натурного огневого испытания выполняетсямонтаж защитного экрана из несгораемого материала. Для реализации условийработы предложенной модели защитного экрана вплотную к оконному ригелюсветопрозрачной навесной стены по всей его длине монтируется защитный экран,95выполненный из стального оцинкованного листа металла толщиной 0,7 мм,шириной равный ширине оконного проема, высотой 1 м, обеспечивающийперекрытие 2/3 высоты окна. Принципиальная схема установки защитного экранапредставлена на рисунке 4.2.Для сохранения устойчивости защитного экрана на протяжении всегопериода испытаний необходимо:– по высоте экрана выполнить ребра жесткости (не менее 3 шт.);– крепление экрана осуществить с помощью металлических шарниров кспециально изготовленному и закрепленному на кирпичной стене зданиянесущему каркасу.
Несущий каркас выполнить из профилированной стальнойтрубы сечением 40×40 мм, с толщиной стенки 6 мм.Удержание защитного экрана в открытом положении и перевод его врабочее положение осуществляется дистанционно при помощи тросовогосоединения.Рисунок 4.2 – Принципиальная схема установки защитного экрана96Общий вид светопрозрачного фасада с защитным экраном представлен нарисунке 4.3. Технические параметры стены соответствуют параметрам стены,подвергаемой испытанию, представленному в главе 3 настоящей работы.Рисунок 4.3 – Общий вид светопрозрачного фасада с защитным экраномДля реализации условий развития пожара, максимально приближенных кусловиям натурного огневого испытания, результаты которого представлены вглаве 3, настоящей работы,в помещении первого этажа площадью 33 м2размещается горючая нагрузка, в виде древесины, соответствующая параметрами способу размещения горючей нагрузки, представленным в разделе 3.1настоящей работы.
Характер распределения горючей нагрузки отражает условияразмещения мебели и предметов интерьера в жилых помещениях. Общий видразмещения горючей нагрузки представлен на рисунке 4.4.97Рисунок 4.4 – Общий вид размещения горючей нагрузкиВоздухообмен 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.Вдоль плоскости фасада создается вертикально направленный воздушныйпоток, формируемый вентиляционной установкой, выполненной в соответствии сположениями раздела 3.1 (рисунок 3.4), и обеспечивающей скорость воздушногопотока на уровне оконного проема первого этажа 3 м/с.Средства и способы измерения контролируемых параметров.В соответствии с задачами испытания необходимо осуществить сборданных, позволяющих оценить эффективность исследуемого способа ограниченияраспространения пожара по светопрозрачному фасаду здания.При испытаниях контролируются следующие величины и параметры:– среднеобъемная температура внутри помещения при пожаре;98– распределение температурных полей вдоль фасада здания;– высота пламени, выходящего с этажа пожара;– динамика прогрева стеклопакета (определяется температура на наружномстекле стеклопакета);– температура наружного воздуха;– направление и скорость ветра в ходе испытаний;– осуществляется видеозапись процесса развития пожара снаружи здания;– по окончании эксперимента оцениваются последствия воздействия пожарана конструкции фасада, характер и размеры зон повреждения.Среднеобъемная температура определяется как среднеарифметическоезначение параметров температуры, полученных от термопар, расставленных в12 точках помещения, согласно схеме измерения, представленной на рисунке 3.6главы 3 настоящей работы.
Тип термопар и способ записи контролируемыхпараметров изложены в разделе 3.1 настоящей работы.Для получения сведений о значениях температурных полей, формируемыхпламенем пожара вдоль плоскости фасада, осуществляется расстановка термопарпо вертикали здания с внешней стороны в соответствии с рисунком 4.5.Расстояние от плоскости фасада до термочувствительного элемента датчика –150 мм.99Рисунок 4.5 – Схема расстановки термопар снаружи здания по вертикали фасадаДля измерения высоты пламени, вырывающегося с этажа пожара, навнешней стороне фасада нанесена линейка от 0 до 6 м.
За нулевую отметкупринят верхний край светопрозрачного заполнения первого этажа. Припроведении эксперимента осуществляется видеофиксация с фронтальной стороныфасада.Для получения данных о динамике прогрева стеклопакета на этаже пожаранеобходимо осуществить измерение температуры на необогреваемой стороненаружного стекла стеклопакета. Схема расстановки термопар представлена нарисунке 4.6.1001 этажРисунок 4.6 – Схема расстановки термопар на наружном стекле стеклопакетаДля измерения температуры применяются термопары с диаметромэлектродов 0,75–1,2 мм, подключенные к измерителям-регуляторам ТРМ-138производства компании «Овен», передающим показания на ПК.
Интерфейспротокола компьютерной программы Owen Report Viewer, осуществляющейзапись данных с ТРМ-138 на ПК, представлен на рисунке 4.7.Рисунок 4.7 – Интерфейс протокола программы Owen Report ViewerОсобые условия испытаний1) для исключения начальной стадии пожара, в качестве первичногоисточника пожара был принят очаг площадью проекции 0,75 м2, размещаемый вцентре помещения;1012) для розжига используется 1 л керосина, которым смачивается очагпожара;3) температура окружающей среды, направление и скорость ветрафиксируются с интервалом в 15 минут;4) визуально оценивается и протоколируется время разрушения каждоголиста стеклопакетов фасада.
В ходе испытаний визуально оценивается характерповедения светопрозрачного фасада здания;5) при разрушении стеклопакетов на этаже пожара и выходе пламени нафасад здания подается команда на опускание защитного экрана в рабочееположение в целях снижения площади проема на этаже пожара;6) команда на прекращение эксперимента подается через 1 час после началаэксперимента либо при переходе пожара в стадию затухания.Результаты испытания оформляются в виде протоколов и актов испытания.4.2 Результаты испытания и их анализНатурное огневое испытание по исследованию устойчивости при пожаресветопрозрачных фасадов высотных жилых зданиях позволило установитьхарактер развития пожара с внешней стороны здания.
Испытание показало, чтопламя пожара, выходящее из горящего помещения, под действием внешнегоконвективного потока поднимается на высоту 3 м, разрушая оконное заполнениевышерасположенногоэтажа,вовлекаявпожаргорючуюнагрузку,расположенную на этаже.Для снижения температурных полей, распределяемых вдоль плоскостифасада, и, как следствие, предотвращения распространения пожара по фасадуздания нами предложен новый способ и сформулирована модель техническогоустройства, основанная на принципе снижения площади оконного проема вовремя пожара.
В целях оценки эффективности предложенного способа быларазработана специальная программа и методика натурного огневого испытания(раздел 4.1 настоящей работы), в соответствии с которой подготовлен и проведеногневой эксперимент.102В ходе испытаний исследовалось влияние защитного экрана, снижающегоплощадь проема для выхода пламени, на устойчивость светопрозрачного фасадаздания.Для достижения поставленных целей и задач испытания определялисьследующие величины и параметры: характер развития пожара внутри помещения;динамика нагрева и разрушения оконного заполнения на этаже пожара; влияниеплощади оконного проема на размер пламени и высоту температурных полей,формируемых вдоль плоскости фасада; направление и скорость ветра иконвективных потоков.Результаты испытанияСоответствиепроведенногоиспытанияразработаннойпрограммеиметодике подтверждается комиссией присутствующей на испытании (приложениеЖ). Комиссия отмечает, что испытание выполнено на высоком научнотехническом уровне.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
