CC BY
69
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ОПЫТНОГО ОБРАЗЦА НАВЕСНОЙ СВЕТОПРОЗРАЧНОЙ ФАСАДНОЙ СИСТЕМЫ
«ТЕХНОКОМ»
О.Б. Ламкин, директор, к.т.н., ООО «Центр строительного контроля», г. Симферополь М.В. Гравит, заместитель заведующего кафедрой, к.т.н., доцент,
Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого,
г. Санкт-Петербург О.В. Недрышкин, ведущий специалист, ООО «Технический экологический консалтинг»,
г. Санкт-Петербург
Использование в практике строительства большого количества различных конструкций светопрозрачных фасадных систем требует повышения уровня пожарной безопасности зданий и сооружений, т.к. низкая огнестойкость стекла и несущих алюминиевых конструкций может приводить к быстрому переходу пожара с этажа на этаж в результате разрушения фасада, распространению пламени по горючим декоративным элементам (тушение которых затруднено из-за наличия протяженных скрытых полостей), гибели людей и существенному материальному ущербу.
Стоечно-ригельные светопрозрачные фасадные конструкции являются относительно новым видом строительной продукции, существующие методы [1] позволяют объективно оценить огнестойкость и пожарную опасность [2].
Создание нормативных документов [3-6] по методам определения огнестойкости светопрозрачных систем и их отдельных элементов обусловлено результатами анализа крупных пожаров и теоретическими расчётами.
Постановка задачи
Определение соответствия применяемой на объекте - «41-этажное офисное здание» композиционной светопрозрачной фасадной системы «Техноком» тип Alucobond A2 ТУ 562-006-51924160-2008 требованиям специальным техническим условиям (далее - СТУ) «41-этажное офисное здание» по адресу: г. Москва, САО, Хорошевский пр-д., вл. 20», разработанным ООО «Противопожарная строительная компания «Покровка», и при необходимости, разработка комплекса мероприятий, направленных на её совершенствование.
Расчёт площади и продолжительности возможного пожара на этаже
Возможная площадь пожара (Sn) [8] на момент разрушения остекления фасада на этаже рассчитывается по формуле:
Я = 5Ул+Чт Уд = 0,5V"opM
(1) (2) (3)
где: Sn - площадь пожара, м2;
Я - расстояние, на которое распространился фронт пламени, м;
Ул - скорость распространения горения, м/мин;
Улнорм - нормированная скорость распространения горения (1-1,5 м/мин);
Т - время свободного горения, мин.
Проведенные по формулам 1-3 расчёты показывают, что площадь пожара может достигать 480-500 м , в этом случае, количество проемов светопрозрачной конструкции, на которые одновременно может воздействовать пожар составит до 10 проемов на этаже пожара.
На основании обобщения многочисленных обследований и анализа проектных материалов [7] было установлено, что средняя удельная пожарная нагрузка в рассматриваемом здании составляет 32 кг/м2 в пересчете на древесину, а средняя пожарная нагрузка наиболее заполненных мебелью
л
комнат - до 50 кг/м . Поэтому в жилых и офисных зданиях эта величина как
л
правило принимается максимально возможной, т.е. равной 50 кг/м . К таким же выводам на основании результатов многочисленных обследований [7] пришла и комиссия по жилищному строительству в США, которой установлено, что количество горючих материалов в большинстве помещений административных
л
зданий и учебных заведений может быть принято равным 50 кг/м . Расчётным путём установлено, что в жилых и общественных зданиях, в которых
л
количество горючих материалов принято равным д = 50 кг/м , а соотношение площади помещения и площади окон - Рпом./Еок=7.
Тогда, расчетная продолжительность пожара Т [8] составляет 60 мин:
гр _ 0,16Рпомд (4)
Рокп
где: п - коэффициент, характеризующий скорость выгорания веществ
2 2 (для древесины 50 кг/м п=56 кг/м ч.
Таким образом, требование СТУ о необходимости обеспечения нераспространения пожара на другие этажи в течение 60 минут правомерно и обосновано.
Методика испытаний
Целью проведения огневых испытаний являлось - установление времени от начала огневого воздействия до наступления предельного состояния по огнестойкости (потери целостности) светопрозрачной конструкции фасада и установление наличия распространения пламени по поверхности декоративного элемента [3].
Цель - установить пути распространения пожара с этажа на этаж и время от начала пожара до распространения его на вышележащий этаж здания.
Фрагмент светопрозрачной конструкции фасада с декоративным элементом, устанавливался внешней стороной по направлению к огневому воздействию. После начала испытаний температурный режим в печи принимался по п.6.1 ГОСТ 30247.0-94, и п.п. 5.2, 5.3 БК 1363-2:
Т = 660(1 - 0,687е-°'3^ - 0,313е"3'81) + 20 (5)
где: Т- температура в печи, соответствующая времени I, ° С; ? - время, исчисляемое от начала испытания, мин.
Испытания проводились с учетом проекта «Методики испытаний на
огнестойкость конструкций стен наружных навесных светопрозрачных ч. 2» [10].
Результаты испытаний
Полное разрушение стеклопакета, т.е. наступление предельного состояния наблюдалось через 9 минут после начала огневого воздействия. Также было установлено, что декоративный элемент фасада способен к воспламенению после разрушения остекления и воздействия на него теплового потока испытательной печи. После прекращения огневого воздействия наблюдалось распространение пламени по внутренней поверхности декоративного элемента до полного его выгорания.
В результате проведения огневых испытаний установлено, что собственный предел огнестойкости светопрозрачной конструкции фасада по признаку потери целостности при внешнем пожаре без применения компенсирующих мероприятий составляет Е9. Причиной наступления предельного состояния явилось разрушение остекления. Предельных состояний (потеря несущей способности) элементов стоечно-ригельной конструкции не наступило.
Орошение водой оконного проёма на этаже пожара
Метод обеспечения требуемого предела огнестойкости светопрозрачной конструкции фасада орошением проема водой предусматривает использование штатного остекления с устройством спринклерного орошения по СП 4.13130.2013 [23].
При проведении огневых испытаний для поддержания заданного режима пожара в печи применяется керосин К0-30 [8]. В печи установлено 5 горелок, постепенно подключаемых в работу для повышения температуры. Для расчёта принимаем, работу максимального количества горелок с расходом керосина, который на 60 минуте стандартных огневых испытаний составляет 150 кг/ч.
Расчёт, показал, что температура конвективного потока проходящего через оконный проём, с учётом орошения разрушенного проема водой, у нижней отметки наружной поверхности фасада вышележащего этажа составляет 328,4 °С. Полученные данные не противоречат расчетам, выполненным другими методами [7]. В связи с тем, что температура пламени над проемом обратно пропорциональна вертикальной координате, распределение температуры по наружной, вертикальной части светопрозрачной конструкции фасада, от этажа пожара, определять нет необходимости. Температура пламени внешнего пожара, воздействующего на фасадный блок этажа выше этажа пожара принимается максимальной и равной 328,4 С.
Таким образом:
- температура пламени у остекления этажа, лежащего над этажом пожара после разрушения остекления на этаже пожара не будет превышать 328 С.
- для проведения испытаний температура по всей поверхности испытываемого фрагмента (в огневой камере испытательной печи) принимается наиболее высокой (равной температуре у нижней части) - 330 ±5 °С.
При указанных условиях фасадная система модульного типа из конструкций ограждающих для фасадных систем «Техноком» по ТУ 5262-00651924160-2008, применяемая в административно-офисном блоке по адресу: г. Москва, Хорошевское шоссе, вл. 2-20, блок «В» при огневом воздействии пожара снаружи, орошении проема на этаже пожара водой с расходом 0,9...1,1 л/с составляет Е 65, что соответствует требованиям Специальных технических условий на проектирование противопожарной защиты объекта.
Устройство противопожарных отсечек в припотолочной части помещений
Расчёт показал, что применение штатного остекления с устройством спринклерного орошения, позволяет снизить температуру пламени пожара, воздействующего на остекление вышележащего этажа до величины, ниже температуры потери несущей способности алюминиевой стоечно-ригельной конструкции.
Учитывая, то обстоятельство, что вероятность безотказной работы спринклера, предназначенного для орошения проема на этаже пожара, составляет не менее 0,99 [10], поэтому для компенсации риска выхода оросителей из строя и снижения температуры пламени над проемом на этаже пожара предлагается дополнительное мероприятие - установка противопожарных отсечек в припотолочной части каждого этажа.
Испытание светопрозрачных комбинированных фасадных систем «Техноком» ТУ 562-006-51924160-2008 с компенсирующими мероприятиями показало, что выполнение указанных мероприятий обеспечивает соответствие фасадных систем требованиям Специальных технических условий. Данный подход может быть с успехом применен к аналогичным фасадным системам.
Список использованной литературы
1. ГОСТ Р 53308 - 2009 Конструкции строительные. Светопрзрачные ограждающие конструкции и заполнения проемов. Метод испытаний на огнестойкость. Доступ из системы Консультант Плюс (дата обращения: 20.04.2015).
2. Гусев А.А., Зигерн-Корн В.Н., Молчадский И.С.и др. Задачи огневых испытаний и проблемы нормирования огнестойкости и пожарной безопасности современных навесных стен. Технологии строительства. 2008. - №. 4 (59). -C. 20-24.
3. ГОСТ 30247.0-94 Конструкции строительные. Методы испытания на огнестойкость. Общие требования. Доступ из системы Консультант Плюс (дата обращения: 20.04.2015).
4. СП 21 -00-00 (свод правил) Огнестойкость и огнесохранность железобетонных конструкций. М., 2004.
5. СНиП 21-01-97* Пожарная безопасность зданий и сооружений. Доступ из системы Консультант Плюс (дата обращения: 20.04.2015).
6. МГСН 4.19-2005 «Региональные нормативы градостроительного
проектирования. Временные нормы и правила проектирования многофункциональных высотных зданий и зданий-комплексов в городе Москве». URL: http://www.tehlit.ru/1lib_norma_doc/46/46475/ (дата обращения: 20.04.2015).
7. Романенков И.Г., Левитес Ф.А. Огнезащита строительных конструкций. М., Стройиздат 1991.
8. Соломонов В.В., Кузнецова И.С. Научно-технический отчёт по теме: Аспекты пожарной безопасности высотных зданий в части обеспечения огнестойкости и огнесохранности. НИИЖБ - филиал ФГУП «НИЦ «Строительства», М., 2008.
9. Методика испытаний на огнестойкость конструкций стен наружных навесных светопрозрачных. - Ч. 1. Конструкции стен наружных навесных с огнестойким светопрозрачным заполнением. - Ч. 2. Конструкции стен наружных навесных с неогнестойким светопрозрачным заполнением. М.: 26 ЦНИИ МО РФ, ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко, 2008. - C. 38.
10. Бартелеми Б. Крюппа Ж. Огнестойкость строительных конструкций. М., Стройиздат, 1985.
К ВОПРОСУ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЗАЩИТЫ ТЕРРИТОРИИ
УЧЕБНОГО ГОРОДКА
М.В. Пожидаева, научный сотрудник, ВУНЦ ВВС «Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж
Загрязнение атмосферного воздуха, как показано в региональных исследованиях [1], можно считать ведущим критерием при определении изменений в физическом и нервно-психическом развитии человека, вызванных вредными техногенными веществами.
Данные анализов приземного атмосферного воздуха на автомагистралях и в жилой зоне города Воронежа, проведенных специалистами ГУ «Воронежский центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды» [2] выявили, что в пробах воздуха от автотранспортной деятельности постоянно наблюдаются превышения предельно допустимых концентраций (ПДК) по пыли, окислам азота, окиси углерода, оксиду серы.
Превышение концентраций загрязняющих веществ в приземном слое воздуха отмечается и по ул. Димитрова, в районе базирования второго учебного городка Военного учебно-научного центра ВВС «Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина», г. Воронеж. ПДК оксида углерода (СО) превышена здесь в 2 раза, диоксида азота (NO2) в 3,5 раза.
Состояние здоровья репродуктивного населения - один из наиболее чувствительных показателей, отражающих изменение качества воздушной среды. Резкое возрастание числа и количества загрязняющих веществ,
