CC BY
8НАУЧНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL ARTICLE
УДК 614.841.334.2
DOI 10.25257/FE.2023.4.69-78
® В. И. ГОЛОВАНОВ1, Н. С. НОВИКОВ1, Г. И. КРЮЧКОВ2, М. С. ЛЕБЕДЕВ1
1 Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России, Балашиха, Россия
2 Академия ГПС МЧС России, Москва, Россия
Теплофизические характеристики стали и огнезащитных покрытий при нормированных температурных режимах пожара
АННОТАЦИЯ
Тема. Статья посвящена экспериментальному исследованию теплофизических характеристик стали на опытном образце - металлической пластине 600x600x5 мм, и определению эффективных теплофизических характеристик огнезащитного покрытия из двухкомпонентного эпоксидного состава при нормированных температурных режимах.
Методы. В данной работе для численного теплотехнического расчёта применялся метод конечных элементов, реализованный в программном комплексе Ansys Mechanical. Использовался также метод обратной задачи теплопроводности для определения теплофизических характеристик огнезащитных покрытий.
Результаты. В результате исследования были получены поля температур в поперечном сечении стальных конструкций с огнезащитным покрытием при различных температурных режимах пожара. Проведённый анализ показал, что расхождения между численным моделированием и экспериментальными данными были удовлетворительными.
Область применения результатов. Полученные результаты могут быть применены при проектировании пассивных противопожарных систем огнезащиты строительных конструкций для строительных объектов. В результате расчётов был получен
ряд значений пределов огнестойкости конструкций с огнезащитным покрытием из двухкомпонентного эпоксидного состава с учётом влияния нормированных температурных режимов пожара. Все эти данные сведены в таблицы пределов огнестойкости конструкций для трёх значений критических температур, по которым были построены соответствующие номограммы.
Выводы. Исследование подтверждает эффективность применения огнезащитных покрытий на эпоксидной основе для повышения огнестойкости стальных конструкций. Теплотехнический расчёт и экспериментальное моделирование позволяют определить эффективность огнезащитных материалов и обосновать их использование при проектировании зданий и сооружений в соответствии с требованиями нормированных температурных режимов пожара.
Ключевые слова: предел огнестойкости, огнезащитные покрытия, стандартный температурный режим, углеводородный температурный режим, теплофизические характеристики, коэффициент теплопроводности, удельная теплоёмкость, плотность
© V.I. GOLOVANOV1, N.S. NOVIKOV1, G.I. KRYUCHKOV2, M.S. LEBEDEV1
1 All-Russian Research Institute for Fire Protection of EMERCOM of Russia, Balashikha, Russia
2 State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russia
Thermophysical characteristics of steel and fireproof coatings under standardized fire temperature conditions
ABSTRACT
Purpose. The article is devoted to the experimental study of thermophysical characteristics of steel on an experimental model - a metal plate of 600x600x5 mm, and to determining effective thermophysical characteristics of a fireproof coating made of a two-component epoxy composition under standardized temperature conditions.
Methods. In this work the finite element method implemented in the Ansys Mechanical software complex was applied for numerical thermotechnical calculation. The inverse heat conduction problem method was also applied for determining thermophysical characteristics of fireproof coatings.
Findings. As a result of the study the temperature fields were obtained in the cross section of steel structures with a fireproof coating under various fire temperature conditions.
The conducted analysis showed that the discrepancies between numerical modeling and experimental data were satisfactory.
Research application field. The results obtained can be applied for designing passive fire protection systems for building structures at construction facilities. As a result of the calculations, a number of values of fire resistance limits of structures with a fireproof coating from a two-component epoxy composition were obtained, taking into account the influence of standardized temperature fire regimes. All these data are put down in the tables of structures fire resistance ratings for three critical temperatures values based on which the corresponding nomograms were built.
Conclusions. The study confirms the effectiveness of epoxy-based fireproof coatings to improve fire resistance
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 4
of steel structures. Thermotechnical calculation and experimental modeling make it possible to determine the effectiveness of fireproof materials and justify their application in buildings and structures designed in accordance with standardized temperature fire modes requirements.
Key words: fire resistance rating, fireproof coatings, standard temperature regime, hydrocarbon temperature regime, thermophysical characteristics, thermal conductivity coefficient, specific heat capacity, density
ВВЕДЕНИЕ
Согласно СП 2.13130.2020 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты» различают нормированные и реальные температурные режимы пожара. Под нормированными понимают стандартный температурный режим и альтернативные (температурный режим наружного пожара, углеводородный температурный режим, режим медленно развивающегося (тлеющего) пожара). В данной работе представлены результаты экспериментальных и численных исследований, которые проводились при стандартном и углеводородном температурном режиме.
Характер нормированных температурных режимов пожара может быть различным в зависимости от типа объекта и его назначения, наличия специфических материалов или оборудования, а также требований безопасности и законодательства в конкретной стране или регионе [1, 2]. Например, стандартный температурный режим пожара (СТР) характерен для общественных и жилых зданий, где отсутствуют особые условия или опасные вещества. Углеводородный температурный режим (УТР) типичен для объектов, где возможно горение различных углеводородных топлив (легковоспламеняющихся и горючих жидкостей), которое характеризуется быстрым повышением температуры до 1 100 °С [3]. Одним из существенных различий между нормированными температурными режимами пожара является время достижения критической температуры конструкции.
По ряду причин для оценки огнестойкости стальных конструкций предпочтительнее проводить расчёты, чем натурные эксперименты. Во-первых, проведение оценки огнестойкости строительных конструкций расчётными методами требует меньших материальных затрат, чем при экспериментальных исследованиях. Во-вторых, расчёты обладают преимуществом скорости, поскольку результаты могут быть получены в кратчайшие сроки, что ускоряет процесс принятия решений. В-третьих, расчёты обеспечивают гибкость, позволяя исследовать различные сценарии и варианты без необходимости физической модификации конструкции. Наконец, проведение расчётов безопасно, поскольку не сопряжено с риском возник-
новения пожара или других опасных ситуаций. Однако следует отметить, что точность расчётов может быть ограничена моделями и предположениями, на которых они основаны, поэтому в некоторых случаях проведение натурных экспериментов может быть необходимо для подтверждения или проверки результатов расчётов. Для определения теплофизических характеристик стальных конструкций и элементов, в том числе с огнезащитными покрытиями, теплотехнический расчёт выполнялся численным методом с использованием одного из модулей программного комплекса Ansys Mechanical, в основе которого лежат разностные методы решения уравнений Фурье.
В данной работе поставлены два исследовательских вопроса. Первый связан с экспериментальным определением теплофизических характеристик стальной пластины при нормированных температурных режимах пожара, а второй -с определением теплофизических характеристик огнезащитного покрытия на стальной колонне методом решения обратной задачи теплопроводности.
МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ
Аля проектирования зданий и сооружений с использованием стальных конструкций, необходимо учитывать следующие характеристики материалов: механические свойства стали при повышенных температурах и теплофи-зические характеристики стали [4-9]. Теплопроводность, удельная теплоёмкость и температуропроводность являются её теплофизическими характеристиками. Данная часть исследования направлена на получение данных о влиянии различных температурных режимов на теплофизические характеристики стального проката. Достоверные результаты при решении теплотехнической задачи были получены с помощью разработанной программной модели прогрева стальной неограниченной пластины, которая подтвердила свою работоспособность в работе [3].
В рамках исследования первого вопроса проводилось испытание по стандартному
Рисунок 1. Схема установки для теплофизических исследований и испытаний на огнестойкость малогабаритных фрагментов плоских конструкций: 1 - огневая камера; 2 - печная кладка; 3 - точки замера температурного режима пожара термопреобразователями; 4 - железобетонный вкладыш; 5 - металлическая пластина (испытуемый образец); 6 - минеральная вата (телоизоляция) Figure 1. Installation diagram for thermal and fire resistance research and tests of small-sized fragments of flat structures: 1 - fire chamber; 2 - masonry stove; 3 - measurement points of fire temperature mode by thermal transducers; 4 - reinforced concrete insert; 5 - metal plate (test sample); 6 - mineral wool (body insulation)
и углеводородному режимам пожара на установке для теплофизических исследований и испытаний на огнестойкость малогабаритных фрагментов плоских конструкций. Схема испытаний приведена на рисунке 1.
Для получения экспериментальных данных проводились огневые испытания стальных пластин размером 600x600х5 мм, обогреваемых со стороны незащищённой поверхности при наличии на другой стороне идеальной теплоизоляции. К необогреваемой поверхности пластины термо-
Рисунок 2. Внешний вид образца. Расстановка термопреобразователей на необогреваемой поверхности
Figure 2. Sample layout. Temperature transducers arrangement on unheated surface
стойким клеем были приклеены термопреобразователи (ТМП). Схема их расстановки на испытуемом образце представлена на рисунке 2.
Для углеродистой стали теплофизические характеристики принимались из Еврокода 3 [10]. На рисунке 3 для сравнения представлен характер изменения теплофизических характеристик по [10] и по [11]. Плотность стали принимается независимо от температуры. При расчётах используется следующее значение: р = 7 850 кг/м3.
В нормативно-технической литературе содержатся сведения об изменении теплофизиче-ских характеристик средств огнезащиты при высоких температурах только для стандартного
с
2000
1000
l
Vc--
400 600 800 Температура, t, °С
1000 1200
70 60 50 40 30 20 10
0 200 400 600 800 1000 1200
Температура, t, °С
Рисунок 3. Зависимости теплофизических характеристик углеродистой стали от температуры: а - удельная теплоёмкость углеродистой стали; б - коэффициент теплопроводности углеродистой стали; — данные по [10], — данные по [11] Figure 3. Dependence of carbon steel thermophysical characteristics on temperature: a - carbon steel specific heat capacity; b - thermal conductivity coefficient of carbon steel; — data on [10], - - data on [11]
5000
4000
3000
0
200
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 4
температурного режима пожара, однако характер изменения теплофизических свойств материалов при более интенсивном горении требует дальнейших исследований.
В рамках второго этапа исследования при определении теплофизических характеристик огнезащитных покрытий в процессе нагрева использовался метод решения обратной задачи теплопроводности [11-13]. По данному методу определение коэффициентов теплопроводности и удельной теплоёмкости проводится путём сопоставления экспериментальных и расчётных кривых прогрева материалов. Результатами огневых испытаний на огнезащитную эффективность являются экспериментальные кривые прогрева, с которыми сравниваются расчётные показатели [14-16]. Для получения расчётных кривых прогрева стальных конструкций производился теплотехнический расчёт численным методом в модуле Transient Thermal программного комплекса Ansys Mechanical. Затем на экспериментально полученные кривые накладывались рассчитанные. Теплофизические характеристики огнезащитных покрытий, при которых совпадение экспериментальных и расчётных данных было удовлетворительным, принимались истинными.
Первый эксперимент проводился при СТР с опытным образцом, который представлял со-
Рисунок 4. 20-я минута огневого испытания колонны с двухкомпонентным эпоксидным покрытием
Figure 4. 20th minute of the fire test of the column with a two-component epoxy coating
бой стальную колонну (двутавр № 60Б2 по АСЧМ 20-93 с приведённой толщиной металла 6,8 мм) с двухкомпонентным эпоксидным вспучивающимся огнезащитным материалом, нанесённым по слою грунт-эмали толщиной 0,5 мм. По результатам замеров общая толщина сухого слоя покрытия, нанесённого на опытный образец, включая грунтовочное и огнезащитное покрытия, составляла в среднем 8,5 мм.
Второй эксперимент был проведён при УТР с опытным образцом - аналогичной стальной колонной с двухкомпонентным эпоксидным вспучивающимся огнезащитным материалом, нанесённым по слою грунт-эмали толщиной 0,5 мм, с применением сетки из углеродного волокна (средняя толщина сухого слоя покрытия 10,9 мм).
В процессе визуального наблюдения за поведением огнезащитного покрытия в первом и втором экспериментах отмечалось горение и вспучивание покрытия в 2,5-3 раза. Внешний вид опытного образца в процессе проведения испытания представлен на рисунке 4.
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И РАСЧЁТОВ
В контексте первого этапа исследования -огневых испытаний стальной пластины -в процессе численного эксперимента получены поля температур в сечении опытного образца и примыкающих к нему частей испытательной печи (рис. 5).
Средние показатели ТМП в печи, описывающие температурный режим пожара, и данные об изменении температуры на необогреваемой поверхности пластины при проведении натурного эксперимента и по результатам численного расчёта представлены на рисунке 6.
Анализ полученных данных показывает, что результаты численного моделирования имеют отклонения от результатов натурного эксперимента на 15 минуте не более чем на 59 градусов (10,9 %). Таким образом, на основе результатов первого этапа исследования можно сделать вывод о том, что для расчётов прогрева стального проката по УТР можно использовать данные об изменении теплофизических характеристик стали при высоких температурах, полученные при СТР.
В рамках второго этапа исследования аналогичным образом воссоздавались натурные испытания на огнезащитную эффективность по ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности» для опытных
Рисунок 5. Температурные поля модели пластины при численном моделировании: 1 - металлическая пластина (испытуемый образец); 2 - минеральная вата (телоизоляция); 3 - железобетонный вкладыш Figure 5. Temperature fields of the plate model during numerical modeling: 1 - metal plate (test sample); 2 - mineral wool (body insulation); 3 - reinforced concrete insert
1200 1100 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100
0
10 20 30 40 50 60 70
Время, т, мин
Рисунок 6. Кривые прогрева стальной пластины при нормированных температурных режимах пожара: — температура в печи по СТР; — температура в печи по УТР;
- усреднённые показатели ТМП на стальной пластине при испытании (СТР);
температура на стальной пластине при численном расчёте при СТР;
— усреднённые показатели ТМП на стальной пластине при испытании (УТР); — температура на стальной пластине при численном расчёте при УТР
Figure 6. TSteel plate heating curves at rated temperature fire modes: — temperature in the furnace according to the standard temperature mode (STM); — temperature in the furnace according to the hydrocarbon temperature mode (HTM); - average indicators of temperature transducers on a steel plate during testing (STM); — temperature on steel plate at numerical calculation at STM; — average indicators of temperature transducers (TMT) on a steel plate during testing (HTM); — temperature on steel plate at numerical calculation at HTM
80
образцов стальных колонн с огнезащитным покрытием. В результате были получены температурные поля в поперечном сечении конструкции (рис. 7) и усреднённые показания ТМП на поверхности конструкции (рис. 8).
Проведённый анализ полученных данных свидетельствует о том, что численное моделирование демонстрирует незначительные расхождения с результатами натурного эксперимента на 8 минуте, не превышающие 20 градусов (12,5 %). Используя
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 4
Рисунок 7. Температурные поля стальной колонны с двухкомпонентным эпоксидным покрытием толщиной 8,5 мм в программном комплексе Ansys Mechanical на 100 мин расчёта Figure 7. Temperature fields of a steel column with a two-component epoxy coating with 8.5 mm thickness in Ansys Mechanical software at 100 min of calculation
полученные теплофизические характеристики металла было выполнено численное моделирование процесса прогрева стальных колонн с огнезащитным покрытием.
Анализ аналитически полученных данных показал, что использование теплофизических характеристик огнезащитного покрытия при СТР даёт значительное расхождение при использовании их при УТР. На основании результатов, полученных на втором этапе исследования, можно сделать вывод о невозможности использования тепло-физических свойств терморасширяющихся двух-компонентных огнезащитных покрытий на основе эпоксидных смол, полученных при СТР, для расчётов прогрева стальных колонн по УТР. Характер изменения теплофизических характеристик огнезащитного покрытия представлен на рисунках 9, 10 и в таблице.
Используя данные о теплофизических характеристиках стали и огнезащите были построены номограммы предела огнестойкости стальных конструкций с огнезащитным покрытием
Рисунок 8. Кривые прогрева стальной колонны (профиль № 60Б2 по АСЧМ 20-93) с двухкомпонентным эпоксидным покрытием при нормированных температурных режимах пожара: стандартная температурная кривая; — углеводородная температурная кривая; — усреднённые показатели ТМП на стальной колонне при испытании (СТР); -- температура на стальной колонне при численном расчёте при СТР; — усреднённые показатели ТМП на стальной колонне при испытании (УТР); ■ ■ температура на стальной колонне при численном расчёте при УТР
Figure 8. Steel column heating curves (profile No. 60B2 as per ASCHM 20-93) with two-component epoxy coating under standardized fire temperature conditions: — standard temperature curve; — hydrocarbon temperature curve;
— average indicators of TMT on a steel column during testing (STM); - temperature on steel column at numerical calculation at STM;
- average indicators of TMT on a steel column during testing (HTM); — temperature on steel column at numerical calculation at HTM
Рисунок 9. Зависимости коэффициента теплопроводности и удельной теплоёмкости двухкомпонентного эпоксидного состава
от температуры при СТР: -о- коэффициент теплопроводности; -о-удельная теплоёмкость Figure 9. Dependence of thermal conductivity coefficient and specific heat capacity of two-component epoxy composition
on temperature at STM: -o- coefficient of thermal conductivity; -o specific heat capacity
Рисунок 10. Зависимости коэффициента теплопроводности и удельной теплоёмкости двухкомпонентного эпоксидного состава
от температуры при УТР: -о- коэффициент теплопроводности; -о удельная теплоёмкость Figure 9. Dependence of thermal conductivity coefficient and specific heat capacity of two-component epoxy composition
on temperature at HTM: -o- coefficient of thermal conductivity; -o specific heat capacity
Теплофизические характеристики двухкомпонентного эпоксидного состава при нормированных температурных режимах пожара Thermophysical characteristics of two-component epoxy composition under standardized fire temperature conditions
Температура, t, °C Коэффициент теплопроводности, Xt , Вт/м-°С Удельная теплоёмкость, Плотность, р, кг/м3
СТР УТР С,, Дж/кг-°С
20 10,000 1,000 4 200 830
50 25,000 2,000 4 144 808
100 35,000 3,000 4 050 771
150 13,000 1,600 4 049 734
200 2,000 0,200 4 057 697
250 0,500 0,050 4 075 659
300 0,120 0,050 4 102 622
350 0,110 0,030 4 139 585
400 0,100 0,010 4 185 548
450 0,105 0,015 4 241 511
500 0,110 0,100 4 300 474
550 0,115 0,170 4 425 437
600 0,120 0,220 4 550 400
650 0,125 0,210 4 675 400
700 0,130 0,200 4 800 400
750 0,135 0,190 4 832 400
800 0,140 0,180 4 864 400
850 0,145 0,170 4 896 400
900 0,150 0,160 4 928 400
950 0,155 0,150 4 960 400
1 000 0,160 0,140 4 992 400
1 050 0,165 0,130 5 024 400
1 100 0,170 0,120 5 056 400
1 150 0,175 0,110 5 088 400
1 200 0,180 0,100 5 120 400
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 4
из двухкомпонентного эпоксидного состава (рис. 11—13). Толщина сухого слоя огнезащитного покрытия варьируется от 1 мм до 9 мм.
Полученные номограммы предела огнестойкости стальных конструкций с огнезащитным покрытием из двухкомпонентного эпоксидного
состава могут быть использованы для проектирования пассивных противопожарных систем на строительных объектах, с учётом нормированных температурных режимов пожара в зависимости от условий эксплуатации зданий и сооружений.
3
4
9 10 11
Приведённая толщина металла, мм
Рисунок 11. Огнестойкость стальных конструкций с огнезащитным покрытием из двухкомпонентного эпоксидного состава при = 500 °С при СТР и УТР: 1 мм (СТР); кр 1 мм (УТР); -♦- 3 мм (СТР); —о— 3 мм (утр); -а 6 мм (СТр); -Д- 6 мм (утр); 9 мм (СТР); 9 мм (УТР) Figure 11. Fire resistance of steel structures with fireproof coating of two-component epoxy composition at t^ = 500 °C at STM and HTM: 1 мм (STM); 1 мм (HTM); -♦- 3 мм (STM); -o- 3 мм (HTM); -A- 6 мм (STM); -л- 6 мм (HTM); 9 мм (STM); -О- 9 мм (HTM)
180-|
н и 160-
м -
, 140-
я 120-
и
н е 100-
* -
и 80-
11
о д 60-
я м 40-
е
р CÛ 20-
0 123456789 10 11 Приведённая толщина металла, мм
Рисунок 12. Огнестойкость стальных конструкций с огнезащитным покрытием из двухкомпонентного эпоксидного состава при = 600 °С при СТР и УТР: 1 мм (СТР); 1 мм (УТР); -♦- 3 мм (СТР); -о- 3 мм (утр); -а 6 мм (сТр); 6 мм (утр); -♦- 9 мм (СТР); ->■ 9 мм (УТР) Figure 12. Fire resistance of steel structures with fireproof coating of two-component epoxy composition at trf = 600 °C at STM and HTM: 1 мм (STM); 1 мм (HTM); -♦- 3 мм (STM); —о— 3 мм (HTM); -A 6 мм (STM); ^^ 6 мм (HTM); 9 мм (STM); -O 9 мм (HTM)
3
4
5
6
7
8
9 10 11
Приведённая толщина металла, мм
Рисунок 13. Огнестойкость стальных конструкций с огнезащитным покрытием из двухкомпонентного эпоксидного состава при = 700 °С при СТР и УТР: 1 мм (СТР); 1 мм (УТР); 3 мм (СТР); -о- 3 мм (утр); -д 6 мм (СТр); 6 мм (утр); 9 мм (СТР); -о- 9 мм (УТР) Figure 13. Fire resistance of steel structures with fireproof coating of two-component epoxy composition at t = 700 °C at STM and HTM:
кр
1 мм (STM); 1 мм (HTM); -♦- 3 мм (STM); -о- 3 мм (HTM); -A- 6 мм (STM); 6 мм (HTM); 9 мм (STM); 9 мм (HTM)
П
ВЫВОДЫ
роведённые исследования показали, что для расчётов прогрева стального проката по режиму горения углеводородов можно использовать данные об изменении теплофизических характеристик стали при высоких температурах, полученные при СТР. Однако характер изменения теплофизических характеристик огнезащитных покрытий при нормированных температурных режимах пожара будет различаться.
Получены нелинейные теплофизические характеристики терморасширяющегося огнезащитного покрытия на эпоксидной основе при стандартном температурном режиме и температурном режиме горения углеводородов.
Результаты исследования прогрева стальных конструкций, защищенных терморасширяющимися огнезащитными покрытиями, могут найти применение при расчёте фактического предела огнестойкости стальных строительных конструкций с огнезащитой в условиях нормированных температурных режимов пожара.
0
1
2
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
1. Бартелеми Б., Крюппа Ж. Огнестойкость строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1985, 215 с.
2. Chaturvedi S., Vedrtnam A., Youssef M. A., Palou M. T., Barluenga G, Kalauni K. Fire-Resistance Testing Procedures for Construction Elements - A Review // Fire. 2022. Vol. 6, № 1. P. 5. D0I:10.3390/fire6010005
3. Голованов В. И., Крючков Г. И. Оценка огнестойкости стальных конструкций при нормируемых температурных режимах пожара // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2021. № 3. С. 52-60. D0I:10.25257/FE.2021.3.52-60
4. Ковалев А. И., Зобенко Н. В. Исследование точности определения параметров огнезащитных покрытий металлических конструкций // Safety & Fire Technology. 2016. № 43. C. 45-50.
5. Голованов В. И., Кузнецова Е. В. Эффективные средства огнезащиты для стальных и железобетонных конструкций // Промышленное и гражданское строительство. 2015. № 9. С. 82-90.
6. Голованов В. И., Павлов В. В., Пехотиков А. В. Оценка огнезащитной эффективности покрытий для стальных конструкций // Пожарная безопасность. 2020. № 4. C. 43-54. D0I:10.37657/vniipo.pb.2020.101.4.004
7. Корольченко Д. А, Еремина Т. Ю., Пузач С. В., Порт-нов Ф. А. Моделирование номограмм прогрева стальных конструкций с огнезащитными покрытиями различной толщины (на воде) // Пожаровзрывобезопасность. 2022. Т. 31, № 6. С. 30-46. D0I:10.22227/0869-7493.2022.31.06.30-46
8. Тюленев Ю. Е., Гравит М. В., Шабунина Д. Е. Огнезащита стальных конструкций эпоксидными составами как эффективный инструмент обеспечения пожарной безопасности объектов нефтегазового комплекса // Газовая промышленность. 2023. № 8(852). С. 100-107.
9. Еремина Т. Ю. Моделирование и оценка огнезащитной эффективности вспучивающихся огнезащитных составов // Пожаровзрывобезопасность. 2003. № 5. С. 22-29.
10. Леннон Т., Мур Д. Б., Ван Ю. К., Бейли К. Г. Руководство для проектировщиков к EN 1991-1-2, 1992-1-2, 1993-1-2 и 1994-1-2. Справочник по проектированию противопожарной защиты стальных, сталежелезобетонных и бетонных конструкций зданий и сооружений в соответствии с Еврокодами. М.: МГСУ, 2012. 196 с.
11. Яковлев А. И. Расчёт огнестойкости строительных конструкций. М.: Стройиздат, 1988. 144 с.
12. Цвиркун С. В., Круковский П. Г. Идентификация теплофизических характеристик огнезащитных материалов по экспериментальным данным огневых испытаний // Промышленная теплотехника. 2004. Т. 26. № 6. С. 89-93.
13. Kovalov A., Otrosh Y., Tomenko V., Slovinskyi V. Evaluation of fire resistance of fire protected steel structures by calculation and experimental method // Mechanics and Mathematical Methods. 2021. Vol. 3. № 2. Pp. 29-39 D0I:10.31650/2618-0650-2021-3-2-29-39
14. Ботян Ж., Жамойдик Ж., Кудряшов Ж., Олесюк Ж. Нагрев стержневых стальных конструкций с частично и полностью защищенной от огня внешней поверхностью под воздействием огня // Гражданская защита. 2020. T. 4. № 1. C. 20-31. D0I:10.33408/2519-237X.2020.4-1.20
15. Яковлев А. И., Шейнина Л. В., Сорокин А. Н. Исследование теплофизических характеристик бетонов путём решения обратной задачи теплопроводности с помощью ЭВМ // Огнестойкость строительных конструкций: сборник научных трудов. М.: ВНИИПО МВД СССР, 1975. Вып. 3. С. 3-11.
16. Головина Е. В., Хабибуллина Н. В., Красильнико-ва М. А., Дан В. П. Проблема исследования теплофизических свойств вспучивающихся огнезащитных материалов // Техно-сферная безопасность. 2022. № 3(36). С. 40-45.
REFERENCES
1. Barthelemy B., Kruppa J. Ognestojkosf stroitel'nyh konstrukcij [Fire resistance of building structures]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1985, 215 p. (in Russ.).
2. Chaturvedi S., Vedrtnam A., Youssef M.A., Palou M.T., Barluenga G., Kalauni K. Fire-Resistance Testing Procedures for Construction Elements - A Review. Fire. 2022, Vol. 6, no. 1, p. 5. D0l:10.3390/fire6010005
3. Golovanov V.I. Kryuchkov G.I. Evaluation of fire resistance of steel structures at normalized temperature conditions of fire. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, likvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination. 2021, no. 3, pp. 52-60 (in Russ.) D0I:10.25257/FE.2021.3.52-60
4. Kovalev A.I., Zobenko N.V. Research the accuracy of determining the parameters of fire protection coatings of metal structures. Safety & Fire Technology. 2016, no. 43, pp. 45-50 (in Russ.).
5. Golovanov V.I., Kuznetsova E.V. Effective fire protection means for steel and reinforced concrete structures. Promyshlennoe i grazhdanskoe stroitel'stvo - Industrial and Civil Engineering. 2015, no. 9, pp. 82-90 (in Russ.).
6. Golovanov V.I., Pavlov V.V., Pekhotikov A.V. Evaluation of fire protection efficiency of coatings for steel structures. Pozharnaja bezopasnost - Fire Safety. 2020, no. 4, pp. 43-54 (in Russ.). D0I:10.37657/vniipo.pb.2020.101.4.004
7. Korolchenko D.A., Eremina T.Yu., Puzach S.V., Portnov F.A. Simulation of nomograms showing the heating of steel structures with flame retardant coatings of different thicknesses (in the water). Pozharovzryvobezopasnost - Fire and Explosion Safety. 2022, no. 31(6), pp. 30-46 (in Russ.). D0I:10.22227/0869-7493.2022.31.06.30-46
8. Tyulenev Yu.E., Gravit M.V., Shabunina D.E. Fireproofing of steel structures with epoxy products as an effective tool to ensure fire safety of oil and gas facilities. Gazovaja promyshlennost - Gas Industry. 2023, no. 8(852), pp. 100-107 (in Russ.).
9. Yeremina T.Y. Modeling and assessment of fire protection effectiveness of blowing-up flame retardant compositions. Pozharovzryvobezopasnost - Fire and explosion safety. 2003, no. 5, pp. 22-29 (in Russ.).
10. Lennon T., Moore D., Wang Y., Bailey C. Designers Guide to EN 1991-1-2, EN 1992-1-2, EN 1993-1-2 and EN 1994-1-2 Handbook for the Fire Design of Steel, Composite and Concrete Structures to the Eurocodes. Thomas Telford, 2007 (Russ ed.: Lennon T., Moore D, Wang Y, Bailey C. Rukovodstvo dlja proektirovshhikov k EN 1991-1-2, 1992-1-2, 1993-1-2 i 1994-1-2. Spravochnik po proektirovaniju protivopozharnoj zashhity stal'nyh, stalezhelezobetonnyh i betonnyh konstrukcij zdanij i sooruzhenij v sootvetstvii s Evrokodami. Moscow, Moscow State University of Civil Engineering Publ., 2012, 196 p.).
11. Yakovlev A.I. Raschjot ognestojkosti stroitel'nyh konstrukcij [Calculation of fire resistance of building structures]. Moscow, Stroyizdat Publ., 1988. 144 p. (in Russ.).
12. Tsvirkun S.V., Krukovskii P.G. Identification of thermo-physical characteristics of flame retardant materials by experimental data of fire tests. Promyshlennaja teplotehnika - Industrial Heat Engineering. 2004, Vol. 26, no. 6, pp. 89-93 (in Russ.).
13. Kovalov A., Otrosh Y., Tomenko V., Slovinskyi V. Evaluation of fire resistance of fire protected steel structures by calculation and experimental method. Mechanics and Mathematical Methods. 2021, vol. 3, no. 2, pp. 29-39 (in Russ.). D0I:10.31650/2618-0650-2021-3-2-29-39
14. Botyan J., Zhamoydik J., Kudryashov J., Olesyuk J. Heating of Rod Steel Structures with Partially and Fully Flame Retardant External Surface under Fire Influence. Grazhdanskaja zashhita - Civil Defense. 2020, vol. 4, no. 1, pp. 20-31 (in Russ.). D0I:10.33408/2519-237X.2020.4-1.20
15. Yakovlev A.I., Sheinina L.V., Sorokin A.N. Research of thermo-physical specifications of concretes by solving the inverse task of heat conduction by means of computer. In: Ognestojkosf stroitel'nyh konstrukcij: sbornik nauchnyh trudov [Fire resistance
FIRE AND EMERGENCIES: PREVENTION, ELIMINATION. 2023. No. 4
of building structures: Collection of scientific works]. Moscow, All-Russian Research Institute for Fire Protection of USSR Ministry of Internal Affairs Publ., 1975, vol. 3, pp. 3-11 (in Russ.).
16. Golovina E.V., Khabibullina N.V., Krasilnikova M.A., Dan V.P. The problem of studying the thermal physical properties of bloating flame retardant materials. Tehnosfernaja bezopasnost -Technosphere safety. 2022, no. 3(36), pp. 40-45 (in Russ.).
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ Владимир Ильич ГОЛОВАНОВ
Доктор технических наук главный научный сотрудник
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС РФ, Балашиха, Российская Федерация SPIN-код: 8291-1408
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6043-0537 [email protected]
Николай Сергеевич НОВИКОВ
Кандидат технических наук старший научный сотрудник,
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС РФ, Балашиха, Российская Федерация SPIN-код: 7061-3451
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2945-663X [email protected]
Геннадий Игоревич КРЮЧКОВ Н
Старший инженер-программист НИО проблем профилактики объектов защиты, Академия ГПС МЧС России, Москва, Российская Федерация SPIN-код: 3492-6471
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6906-1624 Н [email protected]
Максим Сергеевич ЛЕБЕДЕВ
Старший научный сотрудник,
Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС РФ, Балашиха, Российская Федерация SPIN-код: 4843-0636
ORCID: https://orcid.org/0009-0001-8910-0221 [email protected]
Поступила в редакцию 10.07.2023 Принята к публикации 01.08.2023
Для цитирования:
Голованов В. И., Новиков Н. С., Крючков Г. И, Лебедев М. С. Теплофизические характеристики стали и огнезащитных покрытий при нормированных температурных режимах пожара // Пожары и чрезвычайные ситуации: предупреждение, ликвидация. 2023. № 4. С. 69-78. 001:10.25257ДЕ.2023.4.69-78
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS Vladimir I. GOLOVANOV
Grand Doctor in Engineering, Chief researcher,
All-Russian Research Institute for Fire Protection EMERCOM of Russia, Balashikha, Russian Federation SPIN-KOA: 8291-1408
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6043-0537 [email protected]
Nikolay S. NOVIKOV
PhD in Engineering, Senior researcher,
All-Russian Research Institute for Fire Protection EMERCOM of Russia, Balashikha, Russian Federation SPIN-KOA: 7061-3451
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-2945-663X [email protected]
Gennady I. KRYUCHKOVH
Senior software engineer of the Scientific Research Department
of the problems of prevention of objects of protection,
State Fire Academy of EMERCOM of Russia, Moscow, Russian Federation
SPIN-KOA: 3492-6471
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-6906-1624 H [email protected]
Maksim S. LEBEDEV
Senior researcher,
All-Russian Research Institute for Fire Protection EMERCOM of Russia, Balashikha, Russian Federation SPIN-KOA: 4843-0636
ORCID: https://orcid.org/0009-0001-8910-0221 [email protected]
Received 10.07.2023 Accepted 01.08.2023
For citation:
Golovanov V.I., Novlkov N.S., Kryuchkov G.I., Lebedev M.S. Thermophyslcal characteristics of steel and fireproof coatings under standardized fire temperature conditions. Pozhary i chrezvychaynyye situatsii: predotvrashcheniye, Hkvidatsiya - Fire and emergencies: prevention, elimination, 2023, no. 4, pp. 69-78. (in Russ.). DOI:10.25257/FE.2023.4.69-78
