Диссертация (1172936), страница 15
Текст из файла (страница 15)
Полученные результаты обладают научной новизной.Установлена необходимость разработки методик оценки средств и способовзащиты от разрушения светопрозрачных конструкций с учетом условий ихприменения в зданиях. Установлено, что режим «стандартного пожара» неохватывает возможные тепловые воздействия, которые имеют место приреальных пожарах в высотных зданиях, при которых происходит разрушениесветопрозрачных фасадных конструкций, что требует разработки нового метода(ГОСТа)пооценкепожароустойчивостифасадныхсветопрозрачныхконструкций.Описание визуального наблюдения поведения светопрозрачного фасада приогневом воздействии приведено в протоколе испытаний, представленном вприложении З.Факторы внешней среды во время испытаний.Скорость воздушных потоков вдоль плоскости фасада, определяемая науровне светопрозрачного заполнения первого этажа, составляла 3 м/с.Температура окружающей среды в ходе всего испытания была в пределах31,7–35,3 °С, скорость ветра изменялась от 2,8 до 4,8 м/с.103Результаты измерений контролируемых параметров.Запись всех контролируемых параметров выполнена в память компьютерапри помощи специальной программы Owen Report Viewer.
Полученныерезультаты были обработаны путем отбора необходимых данных из протоколасобытий (рисунок 4.8) и представлены в приложениях к настоящей работе.Рисунок 4.8 – Интерфейс протокола событий в программе Owen Report ViewerПолученные результаты измерений среднеобъемной температуры пожарапредставленынарисунке4.9.Аппроксимируяполученныерезультаты,представим их в виде линейной зависимости с некоторым коэффициентомдостоверности R2.Рост температуры во времени:T = 27,7t + TнR2 = 0,94где T – температура, °С, t – время, мин.(4.1)10411001000900800700Температура, °С1200600500400300200100Время, мин005 10 15 20 25 30 35 40 45 50Рисунок 4.9 – Динамика роста среднеобъемной температуры пожараДинамика роста среднеобъемной температуры во втором испытанииобладает высокой сходимостью с динамикой роста температуры первогоиспытания. Результаты обоих натурных огневых испытаний позволяют делатьобоснованные выводы о критериях разрушения двухкамерных стеклопакетов;значении среднеобъемной температуры пожара, при которой происходит потеряцелостности оконногозаполнения, выполненногов видедвухкамерногостеклопакета, а также о влиянии площади оконного проема на высотутемпературных полей, формируемых вдоль плоскости фасада здания.Поведение стеклопакетов при тепловом воздействии пожара во второмиспытании было следующим: через семь минут от начала огневого воздействия навнутреннем стекле возникают первые трещины, на 12 минуте выпадаютнезначительные фрагменты первого стекла, и появляются трещины на второмстекле, на 14 минуте выпадают фрагменты второго стекла, на 19 минутепоявляются трещины, а на 23 минуте начинают выпадать незначительныефрагменты наружного стекла, при этом пламя пожара не выходит наружу, на 34минуте происходит последовательное разрушение стеклопакетов на этаже пожараи пламя выходит наружу.
Полное разрушение стеклопакетов произошло присреднеобъемной температуре 880 °С, при резком разрушении стеклопакетов впомещение поступает большое количество свежего воздуха, способствующее105объемному выгоранию всей горючей нагрузки, среднеобъемная температураповышается до 1048 °С (на 35 минуте, см. рисунок 4.9).Сравнение характера разрушения светопрозрачной конструкции фасада науровне этажа пожара представлено в таблице 4.1.Таблица 4.1 – Динамика разрушения стеклопакетов при испытанияхНомер Трещина Разрушение Трещины Разрушение Трещины РазрушениеСреднеобъемнаяиспытания 1 стекло1 стекло2 стекло2 стекло3 стекло 3 стекло температура, °С№181211161633830№271212141934880Полученныеданныеоднозначноуказываютнановыйкритерийразгерметизации оконных проемов с двухкамерными стеклопакетами – 830 °С.Динамика прогрева стеклопакета в интервале с начала испытания до 35минуты с шагом 5 мин.
представлена в приложении И. На рисунке 4.10представлены зависимости прогрева каждого стекла при развивающемся пожаре впомещении. Данные результаты подтверждают тот факт, что динамика прогревастекла оказывает существенное влияние на критическую температуру егоразрушения. Так, при плавном нагреве стекло выстаивает более продолжительныйпериод времени с нагревом до более высоких температур.Рисунок 4.10 – Прогрев стеклопакета оконного заполнения фасада зданияпри развивающемся пожаре внутри помещения106Разрушение закаленных стекол междуэтажного пояса произошло через3 мин. после выхода пожара на фасад здания, что подтверждает низкуюустойчивость закаленного стекла при динамичном его нагреве.В течение одной минуты после разрушения оконного проема на этажепожара и выхода пламени на фасад здания был опущен защитный экран на уровнеоконного проема первого этажа.
Анализ материалов фото-видеофиксациипоказал, что при опущенном защитном экране высота пламени снижается и непревышает 1,5 м (рисунок 4.11).Высота пламенибез экрана – 3 мВысота пламенис экраном – 1,5 мЗащитный экранопущенРисунок 4.11 – Фиксация высоты пламени при опущенном защитном экранеРезультатыизмеренийтемпературныхполей,формируемыхвдольплоскости фасада здания, представлены в приложении К. На рисунке 4.12представлена графическая зависимость изменения температуры во времени науровне светопрозрачного заполнения оконного проема второго этажа.107температура, 0С600500400300200100время, мин00,02,04,06,08,0Рисунок 4.12 – Динамика роста температурыв области светопрозрачного заполнения второго этажаАнализируя полученные данные и сравнивая их с результатами первогоиспытания (рисунок 3.14) можно сделать вывод о снижении величинытемпературы, воздействующей на светопрозрачное заполнение второго этажа.Сравнение результатов первого и второго испытаний представлены в таблице 4.2.Таблица 4.2 – Сравнительная таблицасветопрозрачного заполнения второго этажаНомериспытания№1№21320165значенийтемпературыИзменение температуры, °C, во времени испытания, мин.23456395536620645662412434467490404взоне7682324Графическая зависимость двух испытаний представлена на рисунке 4.13.Экспериментально установлено, что критическая температура в областисветопрозрачного заполнения оконного проема, расположенного над этажомпожара, не превысила критических значений (650 °С), фактически достигнутатемпература 490 °С (рисунки 4.13).108600500400температура, 0С700300200100время, мин00,02,0с защитным экраном4,06,08,0без защитного экранаРисунок 4.13 – Динамика роста температуры на фасаде без защитного экрана и с нимЗначения температурных полей в зоне светопрозрачного заполненияоконного проема второго этажа не способствовали полному разрушениюстеклопакета, что визуально подтверждает рисунок 4.14.Фотографии фасадов после огневых испытаний без защиты и с защитой,представленныепредлагаемыхнарисункеспособов4.14,наглядноограничениясветопрозрачным фасадам зданий.показываютраспространенияэффективностьпожаровпо109а)б)Рисунок 4.14 – Последствия воздействия пожара на светопрозрачный фасад зданияа) без защиты б) с защитой, ограничивающей распространение пожараОчевидно, что предлагаемый способ ограничения распространения пожара,основанный на снижении площади оконного проема, через который пламя пожаравыходит на фасад здания, показал свою эффективность, что подтвержденорезультатами натурного огневого испытания.1104.3 Выводы по результатам натурного огневого испытания1.
Критерий разрушения стеклопакета зависит от количества листов встеклопакете. Увеличение количества листов увеличивает, каккритическуютемпературу разрушения каждого стекла, так и время потери целостностистеклопакета при пожаре.2. Защитный экран из несгораемого материала, уменьшающий площадьоконного проема, снижает температурное воздействие на светопрозрачноезаполнение этажа, расположенного над пожаром.3. Установлено, что снижение площади разрушенного оконного проемаболее чем на 2/3 снижает высоту выходящего пламени в 2 раза, что обеспечиваетсохранение устойчивости светопрозрачного заполнения и нераспространениепожара по фасаду высотного жилого здания.111ЗАКЛЮЧЕНИЕ1. Разработанустойчивостиалгоритмрасчетасветопрозрачногонеобходимойзаполнениянаидостаточнойвышележащемэтажеотносительно этажа пожара, применимый к высотным зданиям.2.
Разработана методика натурного огневого испытания по оценкепожароустойчивостиосновывается насветопрозрачныхфасадныхконструкций. Методикамаксимальном температурном режиме пожара, площадиразрушения оконного ограждения помещения очага пожара и учитываетскорость восходящих воздушных потоков по высоте фасада здания.3. Определенхарактерраспределениятемпературныхполейпримаксимальном развитии пожара и полном разрушении оконного остекления наэтаже пожара. Установлено, что при разрушении светопрозрачного оконногозаполнения площадью 4,8 м2 и внешнем вертикальном воздушном потокескоростью 3 м/с высота пламени пожара, вышедшего на фасад здания, достигаетболее 3-х м, а максимальная температура в области светопрозрачного заполнениявторого этажа достигает 650 °С.4.
Нарастание температуры в области светопрозрачного заполнениявторого этажа на максимальной стадии развития пожара (в течении 10 минут)выражается зависимостью t = 214,4τ + 53,7–18,3τ2.5. Экспериментально установлена математическая зависимость и характерраспределения температуры по высоте здания над этажом пожара ()при известной температуре в помещении очага пожара, что позволяет проводитьрасчет времени разрушения светопрозрачного фасада. Результаты расчетапоказали удовлетворительную сходимость (85%) с данными натурногоэксперимента.6.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
