USD 58.7913

+1.22

EUR 56.1725

+1.78

BRENT 91.72

+0.18

AИ-95

0

AИ-98

0

ДТ

0

3 мин
159
0

Огнестойкость стальных конструкций при воздействии стандартного и углеводородного режимов пожара

Огнестойкость стальных конструкций при воздействии стандартного и углеводородного режимов пожара

За последние десятилетия происходит интенсивное строительство объектов топливно-энергетического комплекса в Арктической зоне Российской Федерации. При проектировании и эксплуатации таких объектов необходимы расчеты и испытания, определяющие пределы огнестойкости строительных и бетонных конструкций в случае возникновения пожаров. В настоящее время подавляющее число огневых испытаний проведено при стандартном температурном режиме пожара, хотя для испытаний газо- и нефтедобывающих объектов необходимо применять углеводородный температурный режим пожара. В сложившейся ситуации становится актуальным вопрос о возможной численной зависимости между пределами огнестойкости конструкций при воздействии стандартного и углеводородного температурных режимов. В данной статье приведены результаты численного эксперимента для уточнения границ применения эмпирического соотношения, определяющего соответствие пределов огнестойкости для разных температурных режимов, при расчете пределов огнестойкости стальных конструкций с огнезащитным покрытием из минеральной ваты.

Стандартный температурный режим пожара, при котором производят расчетные испытания строительных конструкций, определяется в виде следующей зависимости [1]:

1.jpg

1.jpg

Для проверки эмпирического соотношения применительно к стальным конструкциям с огнезащитным покрытием из минераловатных плит плотностью 150 кг/м3 были проведены расчеты времени прогрева до температур 450, 500, 550, 600 ˚С при стандартном и углеводородных режимах пожара при разных толщинах покрытия и приведенных толщинах металла.

Расчет распределения температуры в поперечном сечении конструкции производился путем численного решения уравнения теплопроводности с учетом зависимости теплофизических характеристик материалов от температуры:

1.jpg

При расчете на поверхностях контакта разных материалов конструкции учитывается условие равенства температур и тепловых потоков, а также предполагается, что целостность конструкции сохраняется.

На рисунке 1 приведена расчетная схема, использованная при проведении тепловых расчетов прогрева конструкции стойки. Область I – сталь (или древесина). Область II – слой минеральной ваты. На линиях 2–6 определено условие теплоизоляции (расчетные линии, на которых тепловой поток равен нулю); 7 – линия, на которой выполняется условие равенства температур и тепловых потоков, совпадает с границами раздела двух материалов. По расчетной линии 1 происходит воздействие стандартного температурного режима пожара. X – толщина огнезащитного слоя. М – приведенная толщина металла конструкции, приведенная толщина металла.

1.jpg

Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м ˚С) составляет [5]: l = 0,0487+0,000197 Tср.

Изменение теплоемкости минеральной ваты от температуры прогрева определяется уравнением [6]: С = 754 + 0,63·T, где Дж/(кг ˚С).

Степень черноты поверхности минеральной ваты принята e = 0,96.

Результаты численного эксперимента приведены в таблице 1. В крайней правой колонке приведено отношение времени достижения критической температуры при углеводородном и стандартном температурных режимах.

1.jpg1.jpg

1.jpg1.jpg1.jpg

Как можно видеть из результатов проведенных расчетов, при использовании огнезащитного минераловатного покрытия плотностью 150 кг/м3 по стальной конструкции связь, предложенная в [3], между временем прогрева до критической температуры при воздействии на конструкцию стандартного и углеводородного температурных режимов пожаров, не выполняется. Следовательно, при применении соотношения типа 1.jpgнеобходимо учитывать возможности наличия областей, где оно не применимо.

 

Литература

1. ГОСТ 30247.0-94. Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования.

2. ГОСТ Р ЕН 1363-2-2014. Конструкции строительные. Испытания на огнестойкость. Часть 2. Альтернативные и дополнительные методы.

3. А.Ю. Шебеко, Ю.Н. Шебеко Взаимосвязь величин температуры строительных конструкций при стандартном и углеводородном температурных режимах пожара. Пожарная безопасность, 2017, № 2, с. 46–49.

4. М.Я. Ройтман Пожарная профилактика в строительном деле. Москва: Издательство министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1961, 368 с.

5. Проектирование, испытание и оценка огнестойкости противопожарных дверей: Рекомендации. – М.: ВНИИПО МВД СССР, 1990 – 91 с.

 



Статья «Огнестойкость стальных конструкций при воздействии стандартного и углеводородного режимов пожара» опубликована в журнале «Neftegaz.RU» (№12, Декабрь 2021)

Авторы:
Комментарии

Читайте также