д-р техн. наук, профессор, профессор кафедры комплексной безопасности в строительстве
Dr. Sci. (Eng.), Professor, Professor of Integrated Safety in Civil Engineering
начальник сектора
Head of the Research Sector
Введение. Применение вспучивающегося огнезащитного покрытия (далее ВОП) обосновывается разработкой проекта огнезащиты, учитывающего данные по его огнезащитной эффективности, оцениваемой в условиях воздействия стандартного температурного режима, применение которых может привести к закладыванию в проект завышенного запаса по огнестойкости или к недооценке теплового воздействия на стальные строительные конструкции с огнезащитой ВОП в условиях реального пожара.
Цели и задачи. Цель исследования — оценить влияние температурного режима пожара на эффективность ВОП. Для решения поставленной цели были решены следующие задачи: произведена оценка температурного режима пожара в помещении при различной пожарной нагрузке на примере складского здания; проведены эксперименты по оценке влияния различного теплового потока, приведенной толщины металла и толщины ВОП на его эффективность по плану полного факторного эксперимента типа 2.
Методы. Для математического моделирования реальных температурных пожаров применялся программный комплекс Fire Dynamics Simulator (FDS), реализующий полевую (дифференциальную) математическую модель. Для исследования влияния полученных температурных режимов пожара на эффективность ВОП были проведены эксперименты по плану полного факторного эксперимента типа 2. В качестве образцов для испытаний были выбраны металлические пластины из углеродистой стали размерами 100 × 100 мм с приведенной толщиной 3 и 4,5 мм и окрашенные однокомпонентным ВОП на органической основе толщиной 0,25 и 0,5 мм. Для оценки влияния теплового потока применялась радиационная панель с возможностью регулирования лучистого теплового потока плотностью от 10 до 50 кВт/м2.
Результаты и обсуждение. В ходе проведения численных экспериментов в программном комплексе FDS установлено, что тепловое воздействие, оказываемое на стальные строительные конструкции во время пожара, может существенно отличаться от стандартного температурного режима как в большую, так и в меньшую сторону. Результаты эксперимента показали, что на время прогрева испытательных образцов наибольшее влияние из рассматриваемых факторов (величина теплового потока, приведенная толщина металла, толщина ВОП) оказала величина теплового потока, так как был получен наибольший по абсолютной величине коэффициент уравнения регрессии.
Вывод. Предположение о возможной недооценке теплового воздействия при «стандартном» температурном режиме на огнестойкость стальных строительных конструкций с огнезащитой ВОП подтвердилось при проведении испытаний.
Introduction. The usage of intumescent coating (hereinafter referred to as IC) is justified by the development of a fire protection project, taking into account the data on its fire protection efficiency, estimated under the influence of standard temperature conditions, the usage of which can lead to overestimating the fire resistance margin in the project or underestimating the thermal impact on the steel building structures with IC fire protection in conditions of a real fire.
Aims and purposes. The purpose of the study is to evaluate the effect of fire temperature conditions on the effectiveness of IC. To achieve this goal, the following tasks were carried out: a temperature mode of fire in a building under different fire loads by the example of a warehouse building was estimated; experiments to estimate the influence of different heat fluxes, reduced thickness of metal and IC thickness on its effectiveness by the full factor experiment of the type 2 were conducted.
Methods. To mathematically simulate real temperature fires, the Fire Dynamics Simulator (FDS) software package, which implements a field (differential) mathematical model, was used. To study the effect of the obtained fire temperature regimes on the effectiveness of IC, experiments were carried out according to the plan of a complete factor experiment type 2. The test specimens were carbon steel metal plates with dimensions of 100 × 100 mm with reduced thickness of 3 and 4.5 mm and painted with 0.25 and 0.5 mm organic-based single-component IC. A radiant heat flux panel with a radiant heat flux density of 10 to 50 kW/m2 was used to assess the effects of heat flux.
Results and discussion. In the course of numerical experiments in the FDS software package, it was found that the thermal impact on steel building structures during a fire can differ significantly from the standard temperature regime, both upwards and downwards. The results of the experiment showed that the heating time of the test samples had the greatest influence of the actors under consideration (the value of the heat flux, the reduced thickness of the metal, the thickness of IC) had the value of the heat flux, as the largest absolute value of the regression equation was obtained.
Conclusion. The assumption of possible underestimation of the thermal effect under “standard” temperature conditions on the fire resistance of steel building structures with IC fire protection was confirmed by the tests.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.