Диссертация (1172936), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Наиболееопасным при переходе пожара от начальной стадии к развитой являетсяпоявление эффекта «общей вспышки», когда единовременно воспламеняется вся32горючая нагрузка и недогоревшие продукты сгорания, при этом в помещениипроисходит повышение давления и, как следствие, вскрытие проемов споследующим выходом пожара за пределы помещения. Также вскрытие проемовможет стать причиной «общей вспышки».В работе М.М. Казиева [47] экспериментально установлено, что наначальном этапе, до достижения 0,5–0,75 м2, рост площади пожара во многомзависитотмощностиисточниказажиганияиместапервоначальноговозникновения горения.
По достижении указанных значений площадь пожаранарастала примерно в одинаковом режиме (рисунок 1.12).Рисунок 1.12 – Изменение площади пожара во времени при трех опытахРезультаты исследований М.М. Казиева позволили также установить, что«общая вспышка» в помещении может наступить при достижении площадьюпожара 35–40% от площади пола. Так, в серии натурных экспериментов в комнатеплощадью 22 м2 «общая вспышка» наступала при достижении пожаром площади7–8 м2.В своих работах И.С. Молчадский [48] утверждает, что переход в развитуюстадию пожара происходит при достижении среднеобъемной температуры пожара– 250 °С. В помещении площадью 36 м2, из которых 23 м2 заняты горючейнагрузкой, время достижения данного значения изменяется в пределах от 10 до14 минут.33В работе B.J.
McCaffrey [49] приводятся другие данные о среднеобъемнойтемпературе, обеспечивающей переход пожара в развитую стадию, это значениесоставляет 500–600 °С.Периодом начальной стадии пожара можно считать тот необходимый запасвремени, предназначенный для активации систем противопожарной защитыздания, обеспечивающих безопасную эвакуацию людей из здания и ограничениераспространения пожара за пределы очага. Переход пожара в развитую стадиюснижает вероятность его локализации и создает угрозу распространения по всемузданию, усложняет эвакуацию и спасение людей, затягивается время еголиквидации, как следствие, повышается вероятность потери целостностистроительных конструкций здания и его обрушения.Анализ огневых испытаний неогнестойких светопрозрачных конструкций,проводимых на экспериментальной базе ВНИИПО МЧС России (рисунок 1.13),показал, что на время сохранения целостности светопрозрачного заполнениявлияет тип применяемого стекла (листовое, закаленное, огнестойкое).
Внаблюдаемых испытаниях к 15 минуте возникает пламенное горение нанеобогреваемой стороне конструкции, вызванное воспламенением горючихуплотнительных элементов заполнения.Рисунок 1.13 – Огневые испытания светопрозрачной конструкцииБолее подробное описание поведения светопрозрачной конструкции вусловиях температурного воздействия приводится в статье [50], в качестве34испытуемого образца использовался фрагмент светопрозрачной конструкцииразмером 2600×3600 мм с узлом междуэтажного примыкания.
Установлено, чтофактическийпределогнестойкостиконструкцииE11,посленарушенияцелостности остекления имело место пламенное горение резинового уплотнителяи декоративного элемента.В отечественных источниках первые сведения о критерии разрушениястекла встречаются в работе Ройтмана М.Я. [51], он предположил, чторазрушение оконного заполнения может наступить при достижении в помещениитемпературы в 300 °С. В настоящее время во всех пожарно-технических расчетах,связанных с моделированием развития пожара в помещениях, применяетсяданный параметр, определяющий переход пожара от регулируемого нагрузкой крегулируемому вентиляцией.В работе Keski-Rahkonen [52] представлен первый обширный теоретическийанализ процесса растрескивания стекла при пожарах.
Он предположил, чторазница температур примерно в 80 °С на поверхности стекла закрытой части ичасти, подверженной тепловому воздействию, приводит к разрушению стекла.Pagni P.J. и Joshi A.A [53] в развитие теории Keski-Rahkonen доказали, чторазница температур должна составлять 58 °C. Разногласия в результатах вомногом были обусловлены различием термических и механических свойствисследуемого стекла.
В обоих случаях ученым удалось доказать, что разрушениестекла происходит в результате механического напряжения, вызванногонеравномерностью прогрева стекла по его площади. Дудунов А.В. в своей работе[54] обобщил результаты этих ученых и предложил метод определенияпожароустойчивости стекла в зависимости от его толщины и площади.В своих работах Святкин Г.К. [55], [56] предложил механизм разрушениястекла, в основу которого положено, что предельное состояние разрушения стеклавызывается критическим уровнем температурных напряжений, возникающим изза неравномерности распределения температуры по сечению.
Этой же теориипридерживаютсяиавторыГомозова А.В., Еремина Ю.С.работы[57]КарповА.В.,ЛицкевичВ.В.,35Mowrer F.W. [58] исследовал критические тепловые потоки, при которыхлистовоестеклорастрескивается,онпроводилсериинамалыхикрупномасштабных образцах. Было установлено, что первое растрескиваниепроисходит при тепловом воздействии 4–5 кВт/м2, полное разрушение при16 кВт/м2.Shields T.J., Silcock G.W.H., Flood M.F. [59] изучали поведение флоат-стеклатолщиной 6 мм и доказали, что растрескивание стекла происходит при нагревеего до температуры 110 °С, что соответствует тепловому потоку порядка 3 кВт/м2.Влияние рамы на сохранение целостности стекла рассматривалосьMcArthur N.A. [60], он установил, что стекло в алюминиевых рамах сохраняетцелостность дольше, чем в деревянных.
Mowrer [58] установил, что стекло,установленное в виниловых рамках, при тепловом воздействии от 8 до 16 кВт/м2выпадает в результате разрушения рамы.В статье [61] Cohen J.D. и Wilson P. приводят описание серииэкспериментов с одно- и двухкамерными стеклопакетами размером 0,61×0,61 м и0,91×1,5 м. Результаты экспериментов позволили установить, что разрушениестеклопакетов из листового стекла происходит при тепловом потоке от 20 до30 кВт/м2.Китайскими учеными Qiyuan Xie, Heping Zhang, Yutian Wan, QingwenZhang, Xudong Cheng [62] были проведены экспериментальные исследования сзакаленным стеклом. Исследовались фрагменты размером 870×870 см и1820× 870 см, толщиной 6 и 10 мм.
Результаты исследования показали, что длязакаленных стекол толщиной 6 мм разрушение происходит при достижении настекле температуры 330–380 °С, тогда как для 10 мм это значение увеличиваетсядо 470–590 °С.КомитетомпопредотвращениюпотерьВеликобританииизучалосьвоздействие пожара на светопрозрачный фасад многоэтажного здания, имеющегостеклопакеты с толщиной стекла 6 мм [29].
В результате серий натурныхэкспериментов установлено, что разрушение стекла происходит в течение 5–3610 мин. при достижении в помещении пожара среднеобъемной температуры600 °С.В работе Зубковой Е.В. [63] приводятся сведения об экспериментах поопределению критериев разрушения стекол толщиной 3 и 4 мм Борского завода(ГОСТ 12.1.044-89). В ходе экспериментов проводился нагрев образцов виспытательной установке «Индекс распространения пламени» при различныхзначениях теплового потока.
Установлено, что разница температур не являетсяопределяющим критерием разрушения стекла. На разрушение стекла главнымобразом влияет динамика прогрева стеклопакета. Проведенные испытанияпоказали, что разрушение стекла происходит при сходных значениях тепловогопотока, примерно 10 кВт/м2 и температуры 116 °С, но в разное время при разныхрежимах нагрева стекла. Однако сведений о критических режимах нарастаниятемпературы в работе не содержится.В работах И.С. Молчадского [48] приводится описание серии натурныхэкспериментов по изучению поведения горючих утеплителей в отделке зданий.Испытания проводились на фрагменте трехэтажного здания высотой 8,5 м, размеромв плане 3,2×3,2 м с горючей нагрузкой 50 кг/м2.
Температура и тепловой поток,воздействующие на стену здания, контролировались с наружной стороны. Порезультатам испытаний установлено, что максимальное значение теплового потокана уровне низа окна второго этажа достигло 18 кВт/м2, температура составлялапорядка 400 °С. При этом температура на выходе из окна 1-го этажа составлялапорядка 900 °С, т.е. температура через 1,27 м снизилась более чем в 2 раза.Первые исследования, посвященные изучению параметров пламени,выходящего из горящего помещения, проведены в 1960 году S. Yokoi [64]. Намаломасштабной установке он провел серию испытаний, по результатам которыхпредложил корреляцию размеров пламени в зависимости от геометрическихразмеров окна, при этом доказав, что отношение ширины к высоте оказываетвлияние на траекторию пламени: при увеличении ширины окна высота пламениувеличивается.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
