Диссертация (1172936), страница 7

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 7)

Высота пламени фиксируется по видимому контуру свечения,согласно сведениям [65] свечение пламени прекращается при снижении37температуры ниже 540 °С. В той же работе S. Yokoi [64] установил, чтостандартные окна со стеклом толщиной 3 мм растрескивались и выпадали притемпературе внутри помещения 400–500 °С.ВпервыеS.Yokoi[64]предложилзависимостидляопределениятемпературы и скорости пламени над окном:ΔTm = 24.6Q2/3Z–5/3(1.2)Um = 1.17Q1/3Z–1/3.(1.3)В работе M. Delichatsios [23] приводятся следующие эмпирическиезависимости ширины, глубины и высоты пламени, полученные на основе анализаработ S. Yokoi [64]:(1.4)(1.5),(1.6)где l1 – ширина пламени, l2 – глубина пламени, l3 – высота пламени; А – площадьоконного проема, м2, Н – высота оконного проема, м.P.H. Thomas и M. Law [64] на основе работ S. Yokoi [65] и L.G.

Seigel [65]предлагают следующие зависимости для определения высоты пламени:(1.7)где а – высота оконного проема, м.; b – ширина оконного проема, м; υm – массоваяскорость выгорания, кг/с.В работе Н.П. Копылова [1] представлены формулы для определениягеометрических характеристик факела пламени, вырывающегося из окнагорящего помещения:z0 = Ci(m2d)2/3,(1.8)где Ci – постоянная величина, учитывающая низшую теплоту сгорания горючегоматериала; m2 – массовая скорость выгорания; d – характерный линейный размерпожара.Величина Ci рассчитывается по формуле:38(1.9)где– низшая теплота сгорания i-го материала.Н.П.

Копыловым [1] также установлено, что ветер может оказыватьсущественное влияние на величину тепловых потоков с подветренной стороныпожара, а влияние ветра проявляется через наклон факела пламени.Возможно предположить, что при вертикально направленном ветре еговлияние на выбрасываемый факел пламени будет способствовать увеличениювоздействия критических значений тепловых потоков на фасад здания.

Что в своюочередь создает угрозу для более быстрого перехода пожара на вышележащиеэтажи.В EN [66] приняты следующие эмпирические зависимости, определяющиевысоту пламени и его температуру:2 Q 3LL  1,9    heq wt (1.10)Tz  Tw  T0  1  0,4725  Lx wt / Q   T0 , К.(1.11)Tw  520 / 1  0,4725  L f wt / Q   T0 , К.(1.12)где LL – высота пламени, м; Lx – осевое расстояние от окна до точки, в которойпроизводитсярасчет,м;Lf–длинапламенивдольоси,м;Tz – температура пламени на высоте, z, К; Tw – температура пламени в окне, К;T0 – температура окружающей среды, К; Q – мощность теплового потока, МВт;wt – суммарная ширина окон, м; heq – приведенная по площади высота всех окон.P.H. Thomas и M. Law [67] предложили следующие эмпирическиезависимости для определения температуры пламени на различной высоте,относительно оконного проема:(1.13)(1.14)39,(1.15)где a – высота оконного проема, м; b – ширина оконного проема, м; Th–температура на высоте h; T0 – температура окружающей среды; Tоп – температурав оконном проеме; h – расстояние вдоль оси пламени, м; υm – массовая скоростьвыгорания, кг/с.Группой ученых из Китая Longhua Hu, Kaihua Lu, Michael Delichatsios,Linghui He, Fei Tang [18] проводились эксперименты по определению вероятностивыхода пламени за пределы помещения через оконный проем, в ходе которыхустановлено, что с увеличением тепловыделения очага пожара вероятностьвыхода пламени из окна возрастает.В работе S.

Klopovic и O.F. Turan [67] представлено описание сериикрупномасштабных исследований по изучению влияния пламени, выходящего нафасад здания. Объект испытания представлял собой трехэтажное здание высотой12 м с помещением очага пожара размерами 5,3×3,6×2,4 м и оконным проемом1,5×2,4 м. Горючая нагрузка представлена предметами интерьера с приведенной кдревесине плотностью размещения 28,05 и 23,2 кг/м2 в первом и второмиспытаниисоответственно.Проведенодваиспытания,первоедлявентилируемого помещения, второе – без вентиляции. По результатам испытанийустановлено, что предложенные P.H. Thomas и M.

Law [67] зависимости дляопределения размеров видимого пламени имеют хорошую сходимость снаблюдаемыми событиями в ходе экспериментов. Определенные расчетнымспособом [68] значения температур факела пламени также имеют допустимуюсходимость с результатами эксперимента.Китайскими учеными Lei Peng and Zhaopeng Ni [69] проведена сериякрупномасштабныхисследованийпооценкевлиянияпламенинасветопрозрачный фасад здания, а также эффективности горизонтальныхкозырьков к снижению теплового воздействия на вышележащее окно. Испытанияпроводились на специально изготовленном испытательном стенде высотой 10,3 м,количество этажей 3, высота этажа – 2,3 м, ширина помещения очага пожара403,9 м. Горючая нагрузка размещалась сосредоточено в центре помещения, массагорючей нагрузки составляла 340–350 кг. По результатам семи экспериментовбыл сделан вывод о том, что соотношение высоты и длины окна 1:1 создаетминимальные воздействия на фасад; горизонтальные козырьки показали своюэффективность, при глубине козырька более 0,5 м угроза воздействия пламени нафасад здания минимальна, междуэтажный пояс высотой 0,8 м предохраняетстеклопакет из закаленных стекол вышележащего этажа.Анализ работ по изучению параметров пламени, выходящего на фасадздания из горящего помещения, показал, что многочисленные исследования намаломасштабных установках привели к созданию методов расчета размеровпламени, температуры и теплового потока, воздействующих на фасад здания,применимость которых подтверждена в ходе отдельных крупномасштабныхэкспериментов.В ходе данных исследований не оценивалось влияние вертикальнонаправленных конвективных потоков, формируемых вдоль плоскости фасадаздания.

Режимы горения, как правило, принимались для условия свободнойвентиляции помещения очага пожара, либо с принудительным вскрытиемпроемов при достижении заданных критериев. Не оценены наиболее критическиеусловия развития пожара с образованием «объемной вспышки» внутрипомещения очага пожара, не достаточно уделяется внимания оценке поведениясветопрозрачных фасадов в условиях воздействия на них пожара.Анализ исследований, направленных на изучение поведения стекла вусловиях пожара, а также размеров и формы пламени, выходящего из окнагорящего помещения, позволяют сделать следующие выводы:1) существует две теории разрушения стекла при тепловом воздействии:первая основана на разности температур между открытой и закрытой частьюстекла [52–54]; вторая – на перепаде температуры по толщине стекла [55–57];2) установлено, что на время потери целостности (как светопрозрачногозаполнителя, так и рамы) влияет мощность очага пожара (горючая загрузка41помещения),такжеопределеныкритическиезначениятемпературвнутрипомещения и на поверхности стекла, тепловых потоков, воздействующих на стекло;3) на разрушение стекла главным образом оказывает влияние динамика егопрогрева [63];4) за рубежом в настоящее время большое внимание уделяется изучениюхарактера формирования пламени пожара, вышедшего из окна, и влиянию его навышележащие этажи.

Однако при данных исследованиях не уделяется вниманиеизучению влияния внешнего пожара на светопрозрачные конструкции здания;5) эмпирические зависимости, предложенные [68], могут быть применимыпри оценке влияния пожара на фасад здания, при этом дополнительно требуетсяуточнитьвлияниявертикальнонаправленныхконвективныхпотоковнапараметры пламени пожара, выходящего на фасад;6) известныекритерииразрушениястеклаопределялисьэкспериментальным путем, при этом тепловое воздействие было исключительно свнутренней стороны помещения, при развивающемся пожаре.

Для оценкиустойчивости светопрозрачного фасада требуется знание характера разрушениястеклопакетов при внешнем воздействии пламени.Важнойнаучнойзадачейявляетсяорганизацияипроведениекрупномасштабного эксперимента по определению воздействий пламени на фасадздания, определению критериев разрушения светопрозрачных фасадов зданий,выявлениюхарактераформированияполейтемпературныхпотоков,формируемых вдоль плоскости фасада с учетом вертикальных ветровых потоков.Полученные результаты позволят оценивать эффективность предлагаемыхсредств и способов ограничения распространения пожара по фасаду здания.1.4 Экспериментальные методы оценки огнестойкостии пожарной опасности светопрозрачных фасадов зданийВ соответствии с нормативными документами требования пожарнойбезопасности к фасадам зданий предъявляются попределу огнестойкости и42классу пожарной опасности.

Предел огнестойкости – это период времени, втечениекоторогостроительнаяконструкциясохраняетнесущиеи (или)ограждающие свойства в условиях пожара. Пожарная опасность фасадовхарактеризуется способностью распространять пожар по зданию и зависит отсвойств материалов, из которых выполнен фасад.ВсоответствиисФЗ№123[12]строительныеконструкцииклассифицируются по пожарной опасности на четыре класса: непожароопасные(К0); малопожароопасные (К1); умереннопожароопасные (К2); пожароопасные(К3).Поогнестойкостисветопрозрачныестроительныеконструкцииклассифицируются по следующим предельным состояниям:потеря несущей способности (R) – для навесных не несущих фасадовданный показатель не нормируется;потеря целостности (Е) – наступает вследствие [70]:а) появления устойчивого пламени на необогреваемой поверхности образцадлительностью 10 с и более;б) воспламенения или возникновения тления со свечением ватного тампонав результате воздействия огня или горячих газов, проникающих через зазоры,щели, отверстия, притворы, лабиринты и т.п.;в) образования в конструкции образца сквозных отверстий с размерами,позволяющими щупу диаметром (6±1) мм проникать и перемещаться вдольотверстия (щели) на расстояние не менее 150 мм, или щупу диаметром (25±1) ммбеспрепятственно проникать в сквозные отверстия.Алгоритм оценки пожарно-технических характеристик светопрозрачногофасада здания представлен на рисунке 1.14.43Светопрозрачный фасадОгнестойкостьПожарная опасностьК0–К3в соответствии сГОСТ 30403-96 [70]E15–E30в соответствии с табл.21ФЗ №123 [12]данетСП 2.13130 [23] п.5.2.2Светопрозрачные стеныДопускается без испытанийустанавливать классы ихпожарной опасности: К0СП 2.13130 [23] п.5.4.18Устройство глухого поясавысотой 1,2 метра, с пределомогнестойкости EI45–EI60Огневые испытания непроводятсяОгневые испытания поГОСТ 53308 [16]Рисунок 1.14 – Алгоритм оценки пожарно-технических характеристиксветопрозрачного фасада зданияАнализируя положения ГОСТ 53308 [70], возможно сделать вывод о том, чтооценка предельных состояний навесных светопрозрачных конструкций сводится копределениюопасныхфакторовпожарананеобогреваемойсторонесветопрозрачной конструкции при одностороннем воздействии пожара.

Фактическине оценивается вероятность выхода пламени из горящего помещения послеразгерметизации оконного проема, и воздействие его на вышележащий этаж.До введения в действие ГОСТ Р 53308 [70] огневые испытания сосветопрозрачными стенами проводились в соответствии с положениями«Временной методики огневых испытаний наружных ненесущих (в том численавесных)стеногнестойкостисоисветопрозрачнымипожарнойэлементами,опасности»[71],поопределениюразработаннойихЦНИИСКим. В.А. Кучеренко и ВНИИПО МЧС России.

Характеристики

Список файлов диссертации