Диссертация (1172936), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Однакосведения об эффективности данного технического решения в условиях реальногопожара отсутствуют.Как в зарубежных, так и в российских источникахотсутствуютэкспериментальные данные о влиянии высоты огнестойкого междуэтажногопояса на распространение пожара по вертикали здания.. Однако очевидно, что наэффективность предотвращения развития пожара междуэтажным поясом будутоказывать условия развития пожара, размеры светопрозрачного заполнения, атакже влияние вертикально направленных конвективных воздушных потоков напламя, выходящее из оконного проема.Исследований, направленных на оценку влияния наружного вертикальнонаправленного ветрового потока на размер факела пламени, вырывающегося изокна, не проводилось.
Это определяет необходимость проведения дальнейшейработы в данном направлении с учетом данного явления.Еще одним способом ограничения распространения пожара по фасадуможетбытьприменениемеждуэтажныхкозырьков.Междуэтажныепротивопожарные козырьки предназначены для формирования направленияфакела пламени, вырывающегося из окна, и недопущения его приближения кплоскости фасада.Требования по устройству подобных козырьков существуют в нормативныхдокументах некоторых стран, так, в США длина козырька должна быть не менее0,762 м, в Австралии – не менее 1,1 м [17]. По требованиям СП 2.13130 [16]противопожарные перекрытия, должны разделять здание и выступать на 30 см отплоскости, однако допускается заменять такие козырьки все теми жемеждуэтажными поясами высотой 1,2 м с пределом огнестойкости EI150.В отличие от междуэтажных поясов, эффективность козырьков доказана какэкспериментальнымиисследованиями,такиспомощьючисленногомоделирования.
Эффективность их применения была подтверждена в работе S.Yokoi [25], где доказано, что горизонтальная проекция размером 0,74 м,26перпендикулярнаястененадокном,непозволяетпламениразрушитьвышележащее окно. Результаты этих испытаний внесли вклад в нормативныетребования по пожарной безопасности в Японии.В работе M. Pilar Giraldo, Jaume Avellaneda, Ana M. Lacasta, VladimirRodríguez[26]представленынаглядныерезультатыкомпьютерногомоделирования, характеризующие положительное влияние наличия козырьков наограничение воздействия пламени на фасад здания.При проектировании высотных зданий руководствуются сводом правил СП267.1325800 [27], который содержит общее требование о необходимостимероприятий по ограничению распространения пожаров по фасадам высотныхзданий, при этом точных указаний о способах выполнения указанныхмероприятий не содержит, ссылаясь лишь на обеспечение требований поогнестойкости в соответствии с СП 2.13130 [16].В настоящее время активно внедряются различные инженерные решения,направленные на защиту фасадов от воздействия пожаров.
Как упоминалосьранее, одним из таких решений является защита светопрозрачного фасадаводяным орошением. В России настоящее решение применялось крайне редко,хотя за рубежом используется с середины ХХ века.Впервые водяное орошение было рассмотрено в США при проектированииПервого национального банка Чикаго [28], на тот момент задачей системыводяного орошения являлось снижение лучистой энергии от пожара ипредотвращение распространения пожара на соседнее здание, так как междузданиями не выдерживалось противопожарное расстояние.Исследования эффективности применения спринклерных систем различнойконфигурации,проводимыеСоветомпопредотвращениюубытковВеликобритании [29], показали, что температура стекла не превысила 100°С,однако разрушение стеклопакета произошло на поздних этапах испытания,причиной чего стало образование локальных зон прогрева стекла, неподверженных защите водяным орошением.27В работе О.Б.
Ламкина, М.В. Гравит и О.В. Недрышина [30] приводитсяинформация о проводимых теоретических исследованиях оценки эффективностиводяного орошения как способа предотвращения распространения пожара покомпозиционному светопрозрачному фасаду, изготовленному на основе системы«Техноком» тип Alucobond A2. Согласно сведениям, приведенным в статье [30],водяное орошение повышает огнестойкость фасадной системы, при этомтеоретические расчеты показали, что водяное орошение снижает температуруконвективных потоков.
Температура у оконного проема вышележащего этажа непревысила 328 °С. Однако результатов экспериментальных исследований в статьене приводится.РоссийскимиученымиКазиевым М.М.,Зубковой Е.В.проводятсямногочисленные исследования, направленные на повышение устойчивости припожаре различного типа стекол в условиях пожара [13, 31–34]. Установленонегативное влияние водяного орошения на гелезаполненные огнестойкие стекла.Как оказалось, вода, проникая в щели, образованные в результате нагрева стекла,быстро растворяет гель, и огнестойкий стеклопакет теряет свои свойства. Такимобразом, при проектировании системы защиты подобного рода следует учитыватьсвойства наполнителя огнестойкого стеклопакета, в частности, стойкость к воде.Порезультатамнатурныхэкспериментовповодяномуорошениюзакаленного стекла Dr.
A.K. Kim и Dr. G.D. Lougheed [36] сформулировали рядтребований и ограничений, при соблюдении которых система водяногоспринклерного орошения способна повысить устойчивость стекла в условияхпожара в течение часа.Таким образом, многочисленные исследования показывают, что водяноеорошение, как способ защиты, имеет многочисленные противоречия в своейэффективности, а также требует учета большого количества критериев,оказывающих влияние на работу системы орошения.Еще одним инженерным решением, применяемым для защиты фасадов,является устройство противопожарных штор для защиты оконного проема.Принцип работы противопожарной шторы основан на опускании огнестойкого28полотна по всей площади оконного проема, ограничивая тем самым тепловоевоздействие на светопрозрачное заполнение.Побудительный сигнал на привод противопожарной шторы поступает отсистемы автоматической пожарной сигнализации.При видимой простоте и, казалось бы, высокой эффективности данноготехнического решения, оно не пользуется высокой популярностью.
Причиноймогут служить как неэстетичный вид, так и высокая технологическая сложность,снижающая вероятность срабатывания системы в отдельном случае.ПорезультатамнаучныхисследованийзарубежнымиученымиI. Oleszkiewicz и H.Longhua сделан 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 метод, основанный наснижении размеров (площади) оконного проема, через которое пламя можетвыходить наружу.Применение стекол в качестве основных ограждающих конструкцийзданий, в том числе и высотных, определяет необходимость дальнейшихисследований и поиск новых способов защиты стекол от негативного воздействиятемпературы пожара, а также ограничения его распространения по фасадамзданий.Таким образом, проведенный в настоящем параграфетеоретическийанализ, позволил установить характер поведения светопрозрачных конструкций вусловияхпожара.Определеныфакторы,влияющиенаразрушениесветопрозрачных конструкций и распространение пожара по фасаду здания.Выявлены практические способы и приемы ограничения распространения пожарапо фасадам здания: применение огнестойких стекол, либо огнестойких глухихмеждуэтажных поясов или защитного экрана из несгораемого материала,предназначенного для ограничения площади оконного проема.291.3 Теоретические исследования и методы расчета устойчивостипри пожаре фасадных светопрозрачных конструкцийВ данной работе под устойчивостью при пожаре (пожароустойчивость)светопрозрачного фасада понимается – способность фасада противостоятьразрушению и предотвращать переход пожара на смежные этажи в условияхреального пожара.
Критерием потери пожароустойчивости светопрозрачногофасада являются обрушение или выпадение фрагментов светопрозрачногозаполнения фасада, способствующие распространению пожара по зданию.Пожароустойчивость светопрозрачного фасада главным образом будетзависетьотхарактеристикприменяемыхстеклопакетовиразмеровтемпературных полей, формируемых пожаром вдоль плоскости фасада. То естьпри прогнозировании пожароустойчивости светопрозрачного фасада зданиятребуется знать характер развития пожара, условия, при которых светопрозрачноезаполнение разрушается при тепловом воздействии, и размеры температурныхполей наружного пожара.Изучению характера развития пожаров посвящено множество работ [37–39].Прогнозирование характера развития пожара и его продолжительности позволяютпредусмотреть необходимые и достаточные меры по обеспечению условийнераспространения пожара, его быстрой ликвидации и снижения последствийвоздействия на здание.
В России исследования в этой области начались в 40-егоды XX века [40]. Каждый пожар уникален, на характер его развития оказываютвлияние такие факторы, как количество и тип горючей загрузки, характеристикипомещения, в котором произошел пожар, состояние окружающей среды,воздухообмен внутри помещения во время пожара.Главным показателем пожарно-технического расчета является горючаянагрузка, характерная для того или иного функционального назначения зданияили помещения.Пожарная нагрузка по характеру, величине и способу размещения должнасоответствовать реальным условиям эксплуатации объекта испытаний. Реальная30пожарная нагрузка может быть заменена эквивалентной пожарной нагрузкой наоснове древесины.Обоснование эквивалентной пожарной нагрузки выполняется на основеанализа справочных данных, содержащихся в национальных и зарубежныхнормативных документах.Приведемсправочныеданныепоплотностипожарнойнагрузки,характерной для жилых зданий, содержащиеся в некоторых источниках:– в МДС 21-1.98 [41] для всех зданий функциональной пожарной опасностиФ1 значение пожарной нагрузки указано от 181 до 650 МДж/м2;– в «Международном руководстве по противопожарной защите» [42]средняя плотность пожарной нагрузки для жилых помещений 780 МДж/м2;– в EN 1991-1-2:2002 [43] указано значение удельной пожарной нагрузкидля жилых помещений, соответствующее 780 МДж/м2;– в справочнике «Пожарная нагрузка» СИТИС-СПН-1 [44] представленызначения плотности пожарной нагрузки для многоквартирных жилых домов, дляквартир до 100 м2 – 600 МДж/м2, для квартир свыше 100 м2 – 500 МДж/м2.При использовании древесины в качестве эквивалентной пожарнойнагрузки необходимо, чтобы влажность ее не превышала 15%.
Теплота сгораниядревесины (бруски) – 13800 кДж/кг или 13,8 МДж/м2.В таблице 1.1 представлены значения из справочных данных удельной иэквивалентной горючей нагрузки, приведенной к древесине, характерной дляжилых помещений.Таблица 1.1 – Значения удельной и эквивалентной пожарной нагрузки вразличных источникахИсточникМДС 21-1.98IFEG,2005СИТИС-СПН-1EN 1991-1-2:2002Eurocode 1Удельная пожарнаянагрузкаЭквивалентная пожарнаянагрузка, приведеннаяк древесине181–650 МДж/м213,11–47,1 кг/м2500 МДж/м2600 МДж/м236 кг/м243,47 кг/м2780 МДж/м256, 52 кг/м231Как видно из таблицы 1.1, эквивалентная пожарная нагрузка для жилыхпомещений в различных источниках варьируется от 13,11 до 56,52 кг/м2.
Всоответствии с ГОСТ 53309 [45], в случае, когда реальная пожарная нагрузканосит случайный характер со значительным отличием по величине и способуразмещения, характеристики пожарной нагрузки следует выбирать исходя изпрогноза наиболее неблагоприятных последствий с учетом целей испытаний.Процесс развития пожара делится на три стадии [46]: начальная, стадияустановившегося режима горения и режим затухания (рисунок 1.11).Т, °CIIIIIIτ, минРисунок 1.11 – Кривая, характеризующая три стадии развития пожараВ общем виде уравнение пожара, вытекающее из закона сохранения массы,выглядит следующим образом:d (ρmV) = GB dτ+ ψdτ – GГ dτ,(1.1)где GВ – расход поступающего воздуха из окружающей атмосферы в помещение,кг·c–1; GГ – расход газов, покидающих помещение через проемы, кг∙с–1; ψ –скорость выгорания горючего материала, кг∙с–1.Для перехода начальной стадии пожара в развитую должны быть созданыусловия газообмена, обеспечивающие процесс горения и роста среднеобъемнойтемпературы до критической, при которой происходит переход.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
