Предел огнестойкости металлических конструкций таблица: Предел огнестойкости строительных конструкций: таблица

Содержание

Огнестойкость металлических конструкций. Пределы. Температурные режимы. Критическая температура. Методики и рекомендации. Исходные данные. Требуемые пределы.

Огнестойкость металлических конструкций. Пределы. Температурные режимы. Критическая температура. Методики и рекомендации. Исходные данные. Требуемые пределы.

Предел огнестойкости конструкции — промежуток времени от начала огневого воздействия в условиях стандартных испытаний до наступления одного из нормированных для данной конструкции предельных состояний.

Для несущих стальных конструкций предельное состояние — несущая способность, то есть показатель R.

Хотя металлические (стальные) конструкции выполнены из несгораемого материалов, фактический предел огнестойкости в среднем составляет 15 мин. Это объясняется достаточно быстрым снижением прочностных и деформативных характеристик металла при повышенных температурах во время пожара. Интенсивность нагрева МК зависит от ряда факторов, к которым относятся характер нагрева конструкций и способы их защиты.

Температурные режимы пожара

Различают несколько температурных режимов пожара:

— стандартный пожар;

— режим пожара в туннеле;

— режим углеводорожного пожара;

— режимы наружного пожара и т.д.

При определении пределов огнестойкости создается стандартный температурный режим, характеризуемый следующей зависимостью 

где Т — температура в печи, соответствующая времени t, град С;

То — температура в печи до начала теплового воздействия (принимают равной температуре окружающей среды), град. С;

t — время, исчисляемое от начала испытания, мин.

Температурный режим углеводородного пожара выражается следующей зависимостью

Критическая температура 

Наступление предела огнестойкости металлических конструкций наступает в результате потери прочности или за счет потери устойчивости самих конструкций или их элементов. Тому и другому случаю соответствует определенная температура нагрева металла, называемая критической, т.е. при которой происходит образование пластичного шарнира.

Расчет предела огнестойкости сводится к решению двух задач: статической и теплотехнической.

Статическая задача имеет целью определения несущей способности конструкций с учетом изменения свойств металла при высоких температурах, т.е. определения критической температуры в момент наступления предельного состояния при пожаре.

В результате решения теплотехнической задачи определяется время нагрева металла от начала действия пожара до достижения в расчетном сечении критической температуры, т.е. решение этой задачи позволяет определить фактический предел огнестойкости конструкции.

Методики и рекомендации

Основы современного расчета предела огнестойкости стальных конструкций представлены в книге «Огнестойкость строительных конструкций» *И.Л. Мосалков, Г.Ф. Плюснина, А.Ю. Фролов Москва, 2001 г. Спецтехника), где расчету предела огнестойкости стальных конструкции посвящен раздел 3 на стр. 105-179.

Метод расчета пределов огнестойкости стальных конструкций с огнезащитными покрытиями изложены в Методических рекомендациях ВНИИПО «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Расчетно-экспертиментальный метод определения предела огнестойкости несущих металлических коснтрукций с тонкослойными огнезащитными покрытиями». 

Результатом расчета является вывод о фактическом пределе огнестойкости конструкции, в том числе с учетом решений по ё огнезащиты.

 

 

 

 

 

 

 

Исходные данные для расчета пределов огнестойкости

Для решения теплотехнической задачи, т.е. задачи в которой необходимо определить время прогрева конструкции до критической температуры, необходимо знать расчетную схему нагружения, приведенную толщину металлической конструкции, количество обогреваемых сторон, марку стали, сечения (момент сопротивляние), а также теплозащитные свойства огнезащитных покрытий.

Эффективность средств огнезащиты стальных конструкций определяется по ГОСТ Р 53295-2009 «Средства огнезащиты для стальных конструкций. Общие требования. Метод определения огнезащитной эффективности». К сожалению данный стандарт не может применяться для определения пределов огнестойкости, об этом прямо написано в п. 1 «Область применения»: «Настоящий стандарт не распространяется на определение пределовогнестойкости строительных конструкций с огнезащитой»

Дело в том что по ГОСТу в результате испытаний устанавливается время прогрева конструкции до условно критической температуры в 500С, в то время как расчетная критическая температура зависит от «запаса прочности» конструкции и её значение может быть как меньше 500С, так и больше.

За рубежом средства огнезащиты проходят испытания на огнезащитную эффективность по достижению критической температуры 250С, 300С, 350С, 400С, 450С, 500С, 550С, 600С, 650С, 700С, 750С.

 

 

Требуемые пределы огнестойкости. Нормативные требования и ограничения

Требуемые пределы огнестойкости установлены ст. 87 и таблицей № 21 Техническим регламентом о требованиях пожарной безопасности.

Степень огнестойкости определяется в соответствие с требованиями СП 2.13130.2012 «Системы противопожарной защиты. Обеспечение огнестойкости объектов защиты».

В соответствие с требованиями п. 5.4.3 СП 2.13130.2012 ….допускается применять незащищенные стальные конструкции независимо от их фактического предела огнестойкости, за исключением случаев, когда предел огнестойкости хотя бы одного из элементов несущих конструкций (структурных элементов ферм, балок, колонн и т.п.) по результатам испытаний составляет менее R 8

. Здесь фактический предел огнестойкости определяется расчетом.

Кроме того этим же пунктом ограничено применение тонкослойных огнезащитных покрытий (огнезащитных красок) для несущих конструкций с приведенной толщиной металла 5,8 мм и менее в зданиях I и II степеней огнестойкости.

Несущие стальные кострукции являются в большинстве случаев элементами рамно-связевого каркаса здания, устойчивость которого зависит как от предела огнестойкости несущих колонн, так и от элементов покрытия, балок и связей.

В соответствие с требованиями п. 5.4.2 СП 2.13130.2012 «К несущим элементам зданий относятся несущие стены, колонны, связи, диафрагмы жесткости, фермы, элементы перекрытий и бесчердачных покрытий (балки, ригели, плиты, настилы), если они участвуют в обеспечении общей устойчивости и геометрической неизменяемости здания при пожаре. Сведения о несущих конструкциях, не участвующих в обеспечении общейустойчивости

 и геометрической неизменяемости здания, приводятся проектной организацией в технической документации на здание«.

Таким образом все элементы рамно-связевого каркаса здания должны иметь предел огнестойкости по наибольшему из них.

В начало статьи

Предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты

Предел огнестойкости строительных конструкций – важная характеристика, которую необходимо учитывать при строительстве любых зданий и сооружений. Этим термином обозначают способность колон, балок, швеллеров и других деревянных или металлических конструкций

Предел огнестойкости строительных конструкций – важная характеристика, которую необходимо учитывать при строительстве любых зданий и сооружений. Этим термином обозначают способность колон, балок, швеллеров и других деревянных или металлических конструкций выдерживать воздействие высоких температур, сохраняя несущую и ограждающую способности. Чем выше этот показатель, тем дольше элементы во время пожара не будут деформироваться.

Высокий предел огнестойкости конструкций означает, что у пожарных будет возможность своевременно приехать к месту возгорания и успеть справиться с проблемой, пока ситуация не стала критической. Соответственно, увеличивается вероятность того, что пожар не приведет к гибели людей и уничтожению или повреждению ценного имущества.

Однако предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты не очень высок. Они хорошо выдерживают механические нагрузки, но не способны противостоять воздействию высокой температуры, вызванному пожаром.

Что представляет собой предел огнестойкости металлических конструкций без огнезащиты?

Предел огнестойкости, при котором достигается потеря несущей способности, измеряется в минутах и обозначается буквой R. Соответственно, предел огнестойкости несущих металлических конструкций составляет:

  • от R10 до R15 – если они сделаны из стали;
  • от R6 до R8 – если они изготовлены из алюминия.

В редких случаях этот показатель достигает R45. Такой предел огнестойкости характерен для массивных колонн стального сечения, однако подобные конструкции в строительстве используются довольно редко. Железобетонные конструкции лучше выдерживают воздействие высокой температуры и дольше сохраняют несущую способность при пожаре.

Низкий предел огнестойкости, характерный для металлических конструкций, объясняется их высокой теплопроводностью и низкой теплоемкостью. Из-за высокой теплопроводности металл прогревается очень быстро, и балка, швеллер либо уголок за небольшое время приближаются к тому критическому уровню температуры, за которым начинается деформация.

Все вышесказанное означает, что использовать в строительстве металлические и железобетонные конструкции без специальной огнезащиты в большинстве случаев запрещается. Если же в нормативных документах указан минимальный требуемый предел огнестойкости R15, разрешается применять незащищенные конструкции вне зависимости от их фактических характеристик. Но и здесь есть определенные исключения: если предел огнестойкости без огнезащиты составляет менее R8, какие-либо меры придется предпринимать.

Основные способы огнезащиты

Есть множество способов, позволяющих повысить уровень огнезащиты деревянных, металлических и железобетонных конструкций. Все разнообразие технологий, увеличивающих сопротивляемость несущих конструкций пожару, можно разделить на две группы:

  • конструктивные методы;
  • применение разнообразных лаков, красок и обмазок.

Конструктивные методы включают в себя обетонирование, создание облицовки из кирпича, нанесение специальной штукатурки, применение различных листовых материалов в качестве теплоизолирующих экранов, а для полых конструкций в ряде случаев даже используется заполнение водой. Несмотря на высокую эффективность подобных методов, у них есть ряд серьезных недостатков. Основная проблема в том, что они серьезно утяжеляют конструкцию, а в ряде случаев значительно увеличивают габариты элементов, нуждающихся в защите, и не подходят для применения в труднодоступных местах.

Лаки, краски и обмазки этого недостатка лишены. Даже сравнительно тонкий слой позволяет обеспечить металлическим конструкциям и элементам из железобетона надежную защиту от воздействия высоких температур. Такие материалы тоже делятся на две группы:

  • невспучивающиеся – не увеличивают толщину слоя во время термического воздействия, вызванного пожаром;
  • вспучивающиеся – при нагревании создают пористый теплоизоляционный слой, помогающий конструкции дольше сохранять несущую способность.

Вспучивающиеся краски пользуются сегодня особенно большой популярностью. Они универсальны, имеют хорошие декоративные свойства, создают надежное покрытие, которое долго не нужно обновлять. Также они не создают дополнительной нагрузки на обработанную конструкцию и могут использоваться в труднодоступных местах. Такие материалы особенно хорошо подходят для использования в целях повышения сопротивляемости пожару.

Предел огнестойкости строительных конструкций. Таблица пределов огнестойкости конструкций

Главная → Статьи → Доступно о пожарной безопасности


Предел огнестойкости строительных конструкций

Для предела огнестойкости строительных конструкций прибегают к использованию следующих обозначений:

  • Утрата несущей способности конструкций – R, 
  • Утрата целостности конструкционных элементов – Е; 
  • Утрата теплоизолирующих свойств по причине увеличения температуры на конструкционной поверхности, не подвергаемой нагреванию до предельных значений, – I, 
  • Достижение предельного значения плотности потока тепла на расстоянии от поверхности, не подлежавшей нагреву, – W. 

Предел огнестойкости металлических конструкций

Предел огнестойкости металлических конструкций, которые незащищены дополнительно, как правило, небольшой и находится в следующих диапазонах:

  • R10–R15 для конструкций, произведенных из стали, 
  • R6–R8 для конструкций, изготовленных из алюминия. 

К исключениям из этих двух рядов относятся колонны массивного сечения, характеризующиеся высокими значениями предела огнестойкости металлических конструкций — R45. Однако подобные конструкции используются довольно нечасто. 

В тех случаях, когда величина минимально допустимого предела огнестойкости строительных конструкций (в их число не входят конструкции, относящиеся к противопожарным преградам) составляет R15 (или RE15), использование незащищенных конструкций из стали разрешается вне зависимости от их фактических пределов огнестойкости за некоторыми исключениями. К последним относятся случаи, когда соответствующая величина предела огнестойкости несущих конструкций, согласно итогам проведенных испытаний, достигает лишь R8 или меньшего значения. 

Быстрая потеря незащищенными металлическими конструкциями свойства сопротивления к воздействию открытого огня является следствием высоких значений теплопроводности при небольших величинах теплоемкости. Повышенная теплопроводность, свойственная металлическим элементам, не приводит к возникновению температурного градиента внутри конструкционного сечения. Это и является главной причиной быстрого увеличения температуры металла вплоть до критической величины. При достижении этих самых значений наблюдается резкое понижение прочности материала, сооружение приходит в состояние, когда оно не может выдерживать возложенную на него нагрузку извне. 

Предел огнестойкости деревянных конструкций 

По сравнению с металлическими аналогами, деревянным конструкциям свойственна горючесть. На пределы огнестойкости деревянных конструкций влияют несколько факторов: время, которое проходит от начала взаимодействия огня с материалом до факта непосредственного воспламенения дерева, время, затрачиваемое от начала горения до достижения предельного состояния. 

Для улучшения огнестойкости древесины традиционно прибегают к нанесению нескольких слоев штукатурки. Двухсантиметровый слой, нанесенный на колонну из дерева, способен увеличить предел огнестойкости деревянной конструкции до R60. Высокой эффективностью огнезащиты обладают всевозможные лакокрасочные покрытия, пропитка древесины антипиренами. 

Предел огнестойкости конструкций из железобетона 

На огнестойкость конструкций из железобетона влияет множество факторов, в число которых входят следующие: особенности геометрии, нагрузка, габариты бетонных слоев, тип используемой при строительстве арматуры, разновидность бетона и другие. 

При возникновении пожара предел огнестойкости строительных конструкций может достигаться по ряду причин:  

  • понижение прочностных характеристик бетона вследствие увеличение температуры, 
  • появление щелей, сколов в сечениях, 
  • потеря теплоизолирующих свойств.  

К самым чувствительным конструктивным элементам относят изгибаемые конструкции из железобетона. Данный факт можно объяснить тем, что рабочая арматура растянутой зоны, обеспечивающая главный вклад в несущую способность конструкций, защищается от огня небольшим бетонным слоем. Это является определяющим фактором, сказывающимся на высокой скорости прогревания рабочей арматуры.

Статью прислал: 12inches

Огнезащита металлоконструкций от производителя КРОЗ

Огнезащита стальных конструкций

Сталь является негорючим материалом, но, как и все материалы, используемые в строительстве, не может в течение длительного времени выдерживать воздействие высоких температур, возникающих внутри здания при пожаре. Критическая температура, при которой происходит потеря несущей способности стальных конструкций при нормативной нагрузке, принимается равной 500°С. 

Значение требуемых пределов огнестойкости основных металлоконструкций составляет от 15 минут до 4 часов в зависимости от степени огнестойкости здания и типа конструкций.

Необходимые пределы огнестойкости строительных конструкций определяются, исходя из требуемой степени огнестойкости зданий (сооружений), по таблице 4* СНиП 21-01-97**.

Наиболее эффективными материалами для огнезащиты металлоконструкций является конструктивная огнезащита — экраны из штукатурных составов или плитные материалы на механическом креплении.

Нашей компанией производятся:

  • состав огнезащитный штукатурный (СОШ-1), который (в зависимости от толщины наносимого слоя) способен обеспечить огнестойкость стальных конструкций от 45 до 150 мин. Для улучшения адгезии металлоконструкции с огнезащитными штукатурками наша компания разработала и предлагает использовать грунт-адгезив защитный концентрированный (ГАЗ-К).
  • комбинированное покрытие Изовент®-М;
  • плита огнестойкая ОГНЕЛИТ®.

В тех случаях, когда к конструкциям предъявляются высокие эстетические требования, а предел огнестойкости не превышает 90 минут, может быть рекомендована производимая компанией огнезащитная вспучивающаяся краска ОЗК-01. Для повышения огнестойкости металлических конструкций оптимальным по соотношению «производительность-качество» является нанесение на поверхность объекта тонкослойных вспучивающихся огнезащитных составов (красок). Более высокая стоимость огнезащитных красок (в сравнении с другими видами огнезащитных материалов) компенсируется быстротой нанесения покрытия и отсутствием последующей чистовой отделки. Защита металлоконструкций осуществляется за счет увеличения толщины вспучивающегося слоя при тепловом воздействии в условиях пожара.

Предел огнестойкости строительных конструкций. Таблица пределов огнестойкости конструкций

Главная → Статьи → Доступно о пожарной безопасности


Предел огнестойкости строительных конструкций

Для предела огнестойкости строительных конструкций прибегают к использованию следующих обозначений:

  • Утрата несущей способности конструкций – R, 
  • Утрата целостности конструкционных элементов – Е; 
  • Утрата теплоизолирующих свойств по причине увеличения температуры на конструкционной поверхности, не подвергаемой нагреванию до предельных значений, – I, 
  • Достижение предельного значения плотности потока тепла на расстоянии от поверхности, не подлежавшей нагреву, – W. 

Предел огнестойкости металлических конструкций

Предел огнестойкости металлических конструкций, которые незащищены дополнительно, как правило, небольшой и находится в следующих диапазонах:

  • R10–R15 для конструкций, произведенных из стали, 
  • R6–R8 для конструкций, изготовленных из алюминия. 

К исключениям из этих двух рядов относятся колонны массивного сечения, характеризующиеся высокими значениями предела огнестойкости металлических конструкций — R45. Однако подобные конструкции используются довольно нечасто. 

В тех случаях, когда величина минимально допустимого предела огнестойкости строительных конструкций (в их число не входят конструкции, относящиеся к противопожарным преградам) составляет R15 (или RE15), использование незащищенных конструкций из стали разрешается вне зависимости от их фактических пределов огнестойкости за некоторыми исключениями. К последним относятся случаи, когда соответствующая величина предела огнестойкости несущих конструкций, согласно итогам проведенных испытаний, достигает лишь R8 или меньшего значения. 

Быстрая потеря незащищенными металлическими конструкциями свойства сопротивления к воздействию открытого огня является следствием высоких значений теплопроводности при небольших величинах теплоемкости. Повышенная теплопроводность, свойственная металлическим элементам, не приводит к возникновению температурного градиента внутри конструкционного сечения. Это и является главной причиной быстрого увеличения температуры металла вплоть до критической величины. При достижении этих самых значений наблюдается резкое понижение прочности материала, сооружение приходит в состояние, когда оно не может выдерживать возложенную на него нагрузку извне. 

Предел огнестойкости деревянных конструкций 

По сравнению с металлическими аналогами, деревянным конструкциям свойственна горючесть. На пределы огнестойкости деревянных конструкций влияют несколько факторов: время, которое проходит от начала взаимодействия огня с материалом до факта непосредственного воспламенения дерева, время, затрачиваемое от начала горения до достижения предельного состояния. 

Для улучшения огнестойкости древесины традиционно прибегают к нанесению нескольких слоев штукатурки. Двухсантиметровый слой, нанесенный на колонну из дерева, способен увеличить предел огнестойкости деревянной конструкции до R60. Высокой эффективностью огнезащиты обладают всевозможные лакокрасочные покрытия, пропитка древесины антипиренами. 

Предел огнестойкости конструкций из железобетона 

На огнестойкость конструкций из железобетона влияет множество факторов, в число которых входят следующие: особенности геометрии, нагрузка, габариты бетонных слоев, тип используемой при строительстве арматуры, разновидность бетона и другие. 

При возникновении пожара предел огнестойкости строительных конструкций может достигаться по ряду причин:  

  • понижение прочностных характеристик бетона вследствие увеличение температуры, 
  • появление щелей, сколов в сечениях, 
  • потеря теплоизолирующих свойств.  

К самым чувствительным конструктивным элементам относят изгибаемые конструкции из железобетона. Данный факт можно объяснить тем, что рабочая арматура растянутой зоны, обеспечивающая главный вклад в несущую способность конструкций, защищается от огня небольшим бетонным слоем. Это является определяющим фактором, сказывающимся на высокой скорости прогревания рабочей арматуры.

Статью прислал: 12inches

Пределы огнестойкости металлических строительных конструкций и оптимальный выбор металлов и огнезащитных составов.

Необходимые пределы огнестойкости строительных конструкций определяются исходя из требуемой степени огнестойкости зданий (сооружений). СНиП 21-01-97 и в соответствии со статьей 87 Федерального закона Российской Федерации от 22 июля 2008 г. № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

Фактические пределы огнестойкости строительных конструкций можно установить двумя способами: огневыми испытаниями и расчетным методом.

В соответствии с методикой расчета, изложенной в «Пособии по определению пределов огнестойкости, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов» (ЦНИИСК им. В.А. Кучеренко Госстроя СССР, Москва, 1985 г.), следует считать, что металлические конструкции не распространяют огонь (предел распространения огня здесь нужно приравнивать к нулю).

Предел огнестойкости несущих металлоконструкций зависит от приведенной толщины металла (6пр, мм) и собственного предела огнестойкости. Приведенная толщина металла вычисляется по формуле:

δпр = F/P,

где F — площадь сечения (мм2), значение которой для проката фасонной стали берется по сортаменту (ГОСТу), а для составных (сварных) сечений определяется из расчета суммы площадей составляющих элементов конструкций;
Р — периметр обогреваемой поверхности конструкции (мм).

Обогреваемый периметр металлоконструкций определяется без учета поверхностей, примыкающих к плитам, настилам перекрытий и стенам при условии, что предел огнестойкости этих конструкций не ниже предела огнестойкости обогреваемой конструкции.

Для ферм и других статически определимых конструкций, состоящих из элементов различного сечения, приведенная толщина металла определяется по наименьшему значению для всех нагруженных элементов. При установлении предела огнестойкости стальных конструкций с огнезащитой по IV предельному состоянию (для конструкций, защищенных огнезащитными покрытиями и испытываемых без нагрузок, предельным состоянием будет достижение критической температуры материала конструкции) в качестве критической температуры следует принимать параметр 500 °С (Пособие по определению пределов огнестойкости, пределов распространения огня по конструкциям и групп возгораемости материалов, п. 2.34).

Продлить время сохранения свойств металлов в условиях пожара (когда это необходимо и экономически оправдано) можно, используя следующие способы:

  • выбор изделий из металлов, более стойких к воздействию пожара. Здесь преимущество отдается сталям (вместо алюминиевых сплавов), причем низколегированным, а не углеродистым;
  • изготовление специальных металлических изделий, более стойких к нагреву;
  • огнезащита огнезащита металлоконструкций.
< Предыдущая   Следующая >

СНиП II-2-80 Пособие стр.5 Несущие металлические конструкции. Таблица 11.

НЕСУЩИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ КОНСТРУКЦИИ

 

2.32. пределы огнестойкости несущих металлических конструкций приведены в табл.11.

 

Таблица 11

 

№ п.п.

Краткая характеристика конструкций

Схема конструкции (сечение)

Размеры, см

Предел огнестойкости, ч

Предельное состояние по огнестойкости (см. п.2.4)

1

2

3

4

5

6

1

Стальные балки, прогоны, ригели и статически определимые фермы, при опирании плит и настилов по верхнему поясу, а также колонны и стойки без огнезащиты с приведенной толщиной металла tred, указанной в графе 4

tred = 0,3

0,12

I

 

0,5

0,15

 

 

1

0,25

 

 

1,5

0,3

 

 

2

0,35

 

 

3

0,45

 

2

Стальные балки, прогоны, ригели и статически определимые фермы при опирании плит и настилов на нижние пояса и полки конструкции с толщиной металла t нижнего пояса, указанной в графе 4

t = 0,5

0,3

I

 

1

0,35

 

 

1,5

0,45

 

 

2

0,50

 

 

2,5

0,55

 

 

3

0,6

 

 

4

0,7

 

3

Стальные балки перекрытий и конструкций лестниц при огнезащите по сетке слоем бетона или штукатурки

a = 1

0,75

IV

 

2

1,5

 

 

3

2,5

 

4

Стальные конструкции с огнезащитой из теплоизоляционной штукатурки с заполнителем из перлитового песка, вермикулита и гранулированной ваты при толщине штукатурки a, указанной в графе 4, и при минимальной толщине элемента сечения t, мм

 

 

IV

 

4,5-6,5

 

a = 2,5

0,75

 

 

 

 

3

1

 

 

6,6-10

 

2

0,75

 

 

 

 

2,5

1

 

 

 

 

5,5

2,5

 

 

10,1-15

 

1,5

0,75

 

 

 

 

2

1

 

 

 

 

4

2,5

 

 

15,1-20

 

1,2

0,75

 

 

 

 

1,5

1

 

 

 

 

3

2,5

 

 

20,1-30

 

0,8

0,75

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

2,5

2,5

 

 

30,1-50

 

0,5

0,75

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

2

2,5

 

5

Стальные стойки и колонны с огнезащитой

 

 

 

 

а) из штукатурки по сетке или из бетонных плит

a = 2,5

0,75

IV

 

5

2

 

 

6

2,5

 

 

б) из сплошных керамических и силикатных кирпича и камней

 

a = 6,5

2

 

 

 

12,5

5

 

 

в) из пустотелых керамических и силикатных кирпича и камней

 

a = 12

4,5

 

 

г) из гипсовых плит

 

a = 3

1

 

 

 

6

4

 

 

д) из керамзитовых плит

 

a = 4

1,1

 

 

 

5

1,5

 

 

 

7

2

 

 

 

8

2,5

IV

6

Стальные конструкции с огнезащитой:

 

 

 

 

а) вспучивающимся покрытием ВПМ-2 (ГОСТ 25131-82) при расходе 6 кг/м2 и при толщине покрытия после высушивания не менее 4 мм

a = 0,4

0,75

 

 

б) покрытием по стали огнезащитным фосфатным (по ГОСТ 23791-79)

 

a = 1

0,5

 

 

 

2

1

 

 

 

3

1,5

 

 

 

4

2

 

 

 

5

3

 

7

Покрытие мембранного типа:

f / l £ 0,0125

0,8

IA

 

а) из стали марки Ст3кп при толщине листа ³ 1,2 мм

 

 

 

 

б) из алюминиевого сплава АМГ-2П при толщине мембраны ³ 1 мм;

 

0,05

 

 

то же, с огнезащитным вспучивающимся покрытием ВПМ-2 с расходом 6 кг/м2.

 

0,6

 

 

Примечание. Главтехнормирование Госстроя СССР письмом № 1-683 от 13.04.84 г. допустило принимать при проектировании зданий предел огнестойкости незащищенных стальных конструкций с приведенной толщиной металла до 1 см равным 0,25 ч.

 

Металлические конструкции следует считать не распространяющими огонь (предел распространения огня по ним следует принимать равным нулю).

2.33. Предел огнестойкости несущих металлических конструкций зависит от приведенной толщины металла tred, которая определяется по формуле

,

где A — площадь поперечного сечения, см2; u — обогреваемая часть периметра сечения, см.

Обогреваемый периметр металлических конструкций определяется без учета поверхностей, примыкающих к плитам, настилам перекрытий и стенам при условии, если предел огнестойкости этих конструкций не ниже предела огнестойкости обогреваемой конструкции.

Для ферм и других статически определимых конструкций, состоящих из элементов различного сечения, приведенная толщина металла определяется по наименьшему значению для всех нагруженных элементов.

2.34. Огнезащита металлических конструкций должна выполняться в соответствии с «Рекомендациями по применению огнезащитных покрытий для металлических конструкций» (М., Стройиздат, 1984 г.) и другими нормативными документами. При установлении предела огнестойкости стальных конструкций с огнезащитой по IV предельному состоянию (см. п.2.4) в качестве критической следует принимать температуру 500 °С.

Во всех случаях, не предусмотренных настоящим Пособием, вопросы эффективности применения огнезащитного покрытия следует согласовать с ЦНИИСК им. Кучеренко.

2.35. Предел огнестойкости незащищенных стальных креплений, устанавливаемых по конструктивным соображениям без расчета, следует принимать равным 0,5 ч.

(PDF) Расчет пределов огнестойкости конструкций с огнезащитным покрытием

Целью данной работы было выявление наиболее эффективного с точки зрения огнестойкости сечения

стального стержневого элемента. По результатам проведенных исследований сделаны следующие выводы

:

 произведен расчет сечений наиболее используемых сегодня стальных стержневых элементов;

 В результате расчета наиболее эффективным с точки зрения расхода

огнезащитного материала остались секции с четырех равных углов и квадратный профиль.

Список литературы

1. М. Лазаревска, М. Цветковска, М. Кнежевич, А. Тромбева Гаврилоска, М. Миланович, В.

Мургуль, Н. Ватин, Прикладная механика и материалы, 627, 276-282 (2014) )

2. М. Лазаревская, М. Кнежевич, М. Цветковска, А. Тромбева-Гаврилоска, Техницкий Весник, 21

(6), 1353-1359 (2014)

3. В. Голованов, В. Павлов , А. Пехотиков. Пожарная безопасность, 3, 48-58 (2002)

4. Ю. Морозов, Л. Эфрон, О. Чевская, Н.Штычков, П. Одесский, Д. Соловьев, В. Москаленко,

А. Степашин, И. Шабалов, Д. Кулик. Сталь, 9, 48-53 (2004)

5. М. Еврич, М. Кнежевич, Й. Калезич, Н. Копитович-Вукович, И. Ципранич, Техницки Весник, 21 (4),

873-879 ( 2014)

6. Б. Салон. Пожарная безопасность, 5, 18-19 (2004)

7. Ламкин О., Гравит М., Недрышкин О. Строительство уникальных зданий и сооружений, 11 (38),

42-58 (2015)

8. Страхов В., Гаращенко А., Г.Кузнецов, В. Рудзинский. Горение, взрыв и удар

волны, 2, 212-220 (2001)

9. М. Гравит. Пожарная и взрывная безопасность, 11, 42-45 (2014)

10. Р. Кунце, Б. Шарте, М. Бартолмай, Д. Нойберт, Р. Шривер. Журнал термического анализа и

калориметрии, 3, 901-913 (2002)

11. К. Лангилль, Д. Нгуен, Д. Вейнот. Fire Technology, 2, 99-110 (1999)

12. M. Heinisuo, M. Laasonen, J. Outinen, J. Hietaniemi. Применение конструктивного противопожарного проектирования, 405-

410 (2011)

13.М. Гравит, В. Гуменюк, О. Недрышкин. Технологическая инженерия, 117, 114 — 118 (2015)

14. А. Кривцов, В. Казакова, И. Мингалимов, П. Богданов, И. Ница. Строительство уникальных

зданий и сооружений, 6 (33), 34-46, (2015)

15. М. Лазаревска, М. Кнежевич, М. Цветковска, А. Тромбева-Гаврилоска, Техницкий Весник, 21

( 6), 1353-1359 (2014)

16. О. Халявин, М. Гравит, А. Пряникова. Неделя науки СТЮ, 22-25 (2015)

17. М.Лазаревская, М. Миланович, М. Кнежевич, М. Цветковска, А.Т. Гаврилоска, Т. Самадзиоска,

Журнал прикладных инженерных наук, 12 (1), 63-68 (2014)

18. Ю. Донг, Г. Ван, Дж. Ян. JCT Research, 2, 231-237 (2014)

19. П. Краус, М. Менсингер, Ф. Табелинг, П. Шауманн. Journal of Structural Fire Engineering, 6,

237-246 (2015)

20. З. Арабасади, М. Хорасани, С. Ахлаги, Х. Фазилат, У. Гедде, М. Хеденквист, М. Шири. Пожарная

Журнал безопасности, 61, 193-199 (2013)

21.М. Салминен, М. Хейнисуо. Журнал исследований конструкционной стали, 97, 105-113 (2014)

22. Р. Пури, А. Кханна. Progress in Organic Coatings, 92, 8-15 (2016)

SPbWOSCE-2015

01032-p.7

5 Выводы

Огнестойкость

Огнестойкость, локализация и предотвращение — важные аспекты проектирования зданий и сооружений. Способность загруженного конструкционного материала сохранять свою прочность при воздействии огня может предоставить дополнительное ценное время для эвакуации из здания или предотвратить обрушение конструкции, такой как мост.Были исследованы как оголенные структурные секции, так и арматура из нержавеющей стали.

Способность металла ограничивать распространение огня не ограничивается структурными секциями. Такие барьеры, как противопожарные двери, кровля, изолированные корпуса оборудования и другие системы панелей, облицовка дымоходов и другие металлические компоненты, могут помочь уменьшить распространение огня. Однако металлы, используемые в архитектуре, демонстрируют значительные различия в характеристиках даже при кратковременном воздействии высоких температур.

Металлические основы

Для крупных проектов рекомендуется проведение пожарно-технических экспертиз. Для определения требований противопожарной защиты для ограничения повышения температуры во время пожара следует использовать руководство по нормам конкретной страны.

Медь и алюминий начинают терять прочность при довольно низких температурах. Алюминиевые сплавы начинают демонстрировать снижение прочности при температурах выше 100 ° C (212 ° F). (1) При 204ºC (400ºF) прочность меди снизилась примерно на 25%, а прочность алюминия 6061-T6 снизилась примерно на 60%. (2)

Стали могут сохранять свою прочность до более высоких температур. Традиционный метод обеспечения достаточной огнестойкости заключается в том, чтобы температура углеродистой стали не поднималась выше 370ºC (700ºF), чтобы она сохраняла всю свою прочность. (3, 4) К тому времени, когда углеродистая сталь достигает температуры 500ºC (930ºF), она теряет около 30% своей прочности. Незащищенная атмосферостойкая сталь теряет примерно половину своей прочности при температуре выше 538 ° C (1000 ° F). (5)

Результаты исследований по определению структурных характеристик различных сплавов нержавеющей стали при пожаре были включены в оба:

Аустенитная нержавеющая сталь обычно сохраняет большую долю своей прочности при комнатной температуре, чем углеродистая сталь при температурах выше примерно 550 ° C (1000 ° F).Все нержавеющие стали сохраняют более высокую долю своей жесткости, чем углеродистая сталь, во всем температурном диапазоне. Дополнительная информация доступна на этих дополнительных ресурсах:


История испытаний нержавеющей стали на огнестойкость

Первое комплексное испытание на огнестойкость нержавеющей стали было проведено компанией Darchem Engineering в начале 1990-х годов после пожара на нефтяной платформе в Северном море. Программа включала испытания на огнестойкость, лучистое тепло и теплопроводность через арматуру и стены:

  • оцинкованная углеродистая сталь
  • пластик, армированный стекловолокном (FRP)
  • алюминий и
  • , содержащая молибден нержавеющая сталь марки 316.

FRP и алюминий не прошли испытания. Нержавеющая сталь превзошла требования всех испытаний и имела меньший прогиб, чем углеродистая сталь. Копию этого отчета «Нержавеющая сталь для долговечности, огнестойкости и безопасности» (10042) можно загрузить с веб-сайта Института никеля.

Просмотрите видеоролик о программах испытаний на огнестойкость и огнестойкость. Предоставлено: Институт никеля

В ходе 5-минутного испытания на огнестойкость Darchem Engineering металлы и стеклопластик (также называемый стеклопластиком) подвергались воздействию прямого пламени при температуре 1000-1050ºC (1832-1922ºF).Результаты приведены в таблице 1. И алюминий, и стеклопластик не прошли испытание. Оцинкованная низкоуглеродистая сталь выдержала пятиминутную выдержку и за это время достигла 642ºC (1188ºF) с прогибом 166,5 мм (6,6 дюйма). Кабельная лестница из нержавеющей стали марки 316 также прошла 5-минутное испытание. Испытания лестницы из нержавеющей стали типа 316 были продлены на 45 минут и достигли температуры 705ºC (1300ºF). В конце расширенного испытания прогиб нержавеющей стали типа 316 составил всего 80.5 мм (3,2 дюйма).

Долговечны ли металлические конструкции? 5 вещей, которые вам нужно знать! — Сертифицированные навесы для автомобилей и металлические постройки

Металлические здания можно проектировать на десятилетия, обычно 20-50 лет. Однако металлические здания могут быть построены плохо или незащищенными от коррозии, в результате чего они ржавеют или выходят из строя за короткие периоды времени.

Металлические постройки достаточно долговечны. Обычно они изготавливаются из стали, обладающей высокой устойчивостью к коррозии, жаре, ветру и большим нагрузкам.Даже при воздействии суровой погоды, упавших деревьев или сильного ветра большинство хорошо сконструированных стальных конструкций должны отскочить после простого ремонта.

Вот некоторые факторы, которые следует учитывать при строительстве металлического здания, чтобы обеспечить прочность и долгий срок службы.

Металлические здания устойчивы к коррозии

Самый большой риск для металлических зданий — это ржавчина и коррозия. Большинство металлических зданий построено из стали, обладающей высокой устойчивостью к коррозии.Buildingsteel.org сообщает, что большинство сталей обладают самозащитой, а это означает, что может образоваться поверхностный слой ржавчины, предотвращающий разрушение остальной конструкции.

Некоторые покрытия и краски могут предотвратить повреждение конструкции вмятин, трещин и царапин. Пока покрытие или краска не пострадают, стальная конструкция прослужит бесконечно.

Эти покрытия можно наносить на заводе-изготовителе перед отгрузкой или в полевых условиях после возведения.Покрытия, наносимые на заводе, обычно более надежны. Однако, если у вас есть какие-либо модификации в полевых условиях, например, просверливание нового трюма, вам следует подумать о нанесении дополнительных покрытий после возведения.

При нормальном обслуживании вашего здания металлическое здание должно прослужить десятилетия. Обязательно планируйте покраску, герметизацию и конопатку вокруг вашей конструкции на регулярной основе. Гораздо проще исправить небольшое пятно коррозии или слабый болт, прежде чем он повредит другие части вашей конструкции.

Кроме того, металлические здания подвергаются прямому воздействию кислорода и влаги, вызывая гниение и коррозию. Соль, обычно используемая зимой для таяния снега, может усилить процесс коррозии. Ржавчина не только непривлекательна, но и может серьезно подорвать достоинство системы, если ее не остановить. Защитные покрытия, такие как краска и акриловая отделка, будут препятствовать образованию ржавчины, продлевая жизнь конструкции на долгие годы.

Металлические постройки не заражены вредителями

Для большинства строений требуется план борьбы с вредителями.Деревянные конструкции могут быть повреждены влагой и термитами. Контроль влажности требует последовательной покраски и ремонта, чтобы убедиться, что сырость не приводит к гниению древесины. Борьба с термитами требует частого использования пестицидов, которые могут быть вредными для домашних животных и детей.

Металлические постройки, напротив, обладают естественной устойчивостью к термитам и другим паразитам. Даже при заражении внутри конструкции поверхностную отделку можно легко заменить. Хотя белки, крысы или мыши могут прогрызать отделку, такую ​​как гипсокартон или деревянный каркас в других конструкциях, они обычно не могут пройти через металлическую обшивку в металлическом здании.

Стальные и металлические элементы являются неорганическими и поэтому полностью устойчивы к грызению зубов голодных термитов. Однако двери или окна могут быть повреждены.

При этом металлические постройки устойчивы не ко всему. Всевозможные жуки стремятся найти тихие темные места, чтобы спрятаться в жаркие летние месяцы. Любой из этих вредителей может быть очень опасным, от пауков и муравьев до ос и шершней. Если вас беспокоит, что в вашем металлическом гараже найдут дом насекомые и кролики, примите меры предосторожности, чтобы предотвратить заражение.

Первое, что нужно сделать, и лучший способ защитить ваши здания от грызунов — это сделать их безопасными и организованными. Возможность максимально легко обнаружить паука, таракана или грызуна значительно упрощает проверку того, что они не найдут постоянного дома. Держите вещи, помещенные в закрытые контейнеры или мусорные ведра, и держите их поднятыми на полке или столе.

[mc4wp_form id = ”1824 ″]

Металлические здания огнестойкие

Металл обладает высокой устойчивостью к огню и теплу.Сталь выковывается при очень высоких температурах, а это означает, что большинство небольших пожаров практически не повреждают структурную целостность здания. Многие отделочные материалы и системы могут быть повреждены, но после удаления сажи саму конструкцию можно использовать повторно.

Дополнительная противопожарная защита может быть применена к элементам конструкции для повышения огнестойкости здания. В целом, конструкционная сталь сохраняет 60% предела текучести при температуре окружающей среды при 1000 ° F — и большинство пожаров в зданиях в какой-то момент превышают эту температуру без противопожарной защиты согласно Американскому институту стальных конструкций.

Если вы используете металлическое здание в качестве мастерской, вы можете рассмотреть возможность установки пожарных спринклеров, чтобы минимизировать повреждение внутренней отделки. В частности, если внутри здания хранятся горючие материалы, такие как нефть и газ.

Сталь — прочный, негорючий, огнестойкий материал. При правильной сборке и установке стальные рамы могут сохранять свою конструктивную целостность в случае пожара и длительного воздействия повышенных температур. Международный Строительный Кодекс (IBC) и другие существующие строительные нормы и правила содержат предписывающие руководящие принципы для принятия решения о том, применяются ли и какие условия к различным категориям строительных норм и правил.

Структурная устойчивость

При правильном проектировании с учетом погодных условий и структурных нагрузок в соответствии с назначением металлические постройки очень долговечны. Конструктивные элементы внутри здания должны быть спроектированы так, чтобы выдерживать обычные нагрузки, такие как снег, дождь и ветер. Толщина металлической обшивки может быть больше, или металлические балки или балки могут быть большего размера.

Типичными точками выхода из строя обычно являются соединительные компоненты, такие как болты или кронштейны, которые удерживают конструкцию на фундаменте или крышу до стен.Если эти общие точки отказа установлены правильно, конструкция не должна разрушиться.

Навес для машины с вертикальной крышей

Металлические элементы конструкции не должны деформироваться, раскалываться, скручиваться или трескаться, если они были правильно спроектированы. Итак, при проектировании вашего металлического здания убедитесь, что вы понимаете ограничения веса вашей конструкции. Например, если у вас есть чердак, убедитесь, что вы не храните больше, чем разрешено конструкцией. Или, если вы вешаете оборудование, инструменты или расходные материалы на крышу, убедитесь, что вы не добавляете слишком много веса.

Если вы живете в районе с сильным ветром, вы можете спроектировать свое металлическое здание таким образом, чтобы оно выдерживало высокие ветровые нагрузки. С помощью более крупных болтов и винтов или более массивных кронштейнов или распорок металлическое здание может быть построено, чтобы выдерживать даже ураганные ветры.

Металлические здания могут выглядеть хрупкими или дешевыми, но при правильном проектировании здания могут прослужить долго. Как и любое другое сооружение, металлическое здание нуждается в надлежащем уходе, чтобы сохранить свое состояние.Однако, если срок службы металлического здания подошел к концу, большинство материалов можно будет легко переработать в новое здание в будущем.

Уход за стальным зданием

Если вы надеетесь использовать свое стальное здание в течение длительного времени, возможно, вы думаете, как дать ему наилучшие шансы на долгое существование. К счастью для вас, стальные здания сами по себе довольно прочные, поэтому, если вы хотите позаботиться о них должным образом, вы можете сделать несколько вещей.

Вымойте и покрасьте свое здание

Это может показаться немного элементарным, но для того, чтобы сохранить стальную конструкцию должным образом, разумно проводить тщательную чистку хотя бы раз в год.

Чтобы защитить крышу, вы должны очистить все листья и мусор, которые могут собираться со временем, так же, как и для водосточных водостоков. Если вы планируете тщательно очистить внешнюю поверхность, лучше сделать это весной, чтобы удалить остатки холода. Наконец, покрасьте здание свежей краской.

Недавние сообщения

ссылка на Почему металлические здания выдерживают плохую погоду ссылка на Общие советы по обслуживанию вашего металлического здания

Общие советы по обслуживанию металлического здания

Если проявить немного нежной любви и заботы, даже старый ветхий сарай может прожить рекомендованный срок службы.Лучшее в владении металлическим зданием — его огромная долговечность и низкие потребности в обслуживании. Автор …

Испытание на огнестойкость — обзор

11.4 Технические ткани на транспорте, где уровень огнестойкости является обязательным требованием

Вышеупомянутое требование для определенного определенного уровня огнестойкости для волокон и узлов, используемых в большинстве транспортных секторов, должно быть определено чаще всего национальными или международными правилами, регулирующими их эксплуатационные требования.Как упоминалось выше, автомобили включены, потому что те текстильные компоненты, которые находятся только во внутренних пассажирских отсеках, такие как сиденья, ковер, ремни безопасности, а также ткани внутренней стороны и обивки крыши, требуют определенного уровня огнестойкости.

В самолетах для всего внутреннего текстиля, такого как сиденья, внутренний декор и одеяла, требуются определенные уровни огнестойкости или огнестойкости, соответствующие международно признанным стандартным уровням. Изоляция двигателя требует более высоких уровней огнестойкости и термостойкости тканей и стандартов (например,грамм. конструкции из керамической ткани вокруг камер сгорания), арматура для композитов (например, арматура из углеродного волокна для основных элементов конструкции), арматура из арамидных сот для конструкций стен и пола, а также акустическая и противопожарная / теплоизоляция фюзеляжа.

На надводных морских судах, будь то коммерческие, прогулочные или военно-морские, аналогичные испытания на огнестойкость требуют технических текстильных решений, аналогичных тем, которые используются в самолетах, и они включают внутренний текстиль, а также те, которые присутствуют в композитах, заменяющих металл.К ним относятся:

корпуса из композитных материалов, армированных волокном

переборки из композитных материалов, армированных волокном

надстроек из композитных материалов, армированных волокном

, где конец использует требования огнестойкости, определенные Международной морской организацией (IMO).

Наконец, в области развития скоростных поездов современные железнодорожные органы используют инновации в аэрокосмической отрасли, включая композитные конструкции подвижного состава, сиденья и мебель, а также барьерные и изоляционные ткани.

В любой транспортной системе, кроме стационарной, а также в случае воздушного и морского транспорта на земле или в порту, соответственно, легкий уход от пожара редко возможен, поэтому важно, чтобы любая пожарная опасность распознавалась и сводилась к минимуму. Кроме того, опасность пожара и, что более важно, риск зависят от содержания материала, и конструктивные особенности конструкции должны быть известны в отношении последнего, а средства эвакуации должны быть оптимизированы в рамках общей конструкции транспортного средства. Следовательно, на стратегии пожаротушения при транспортировке влияют:

тип транспорта и легкость, с которой могут быть реализованы механизмы эвакуации, e.грамм. на суше против на море против в воздухе; высокая скорость против низкой скорости; количество людей, подлежащих эвакуации

конструкция транспортного средства, минимизирующая рост пожара и выбросы дыма и токсичных газов при максимальных возможностях локализации и эвакуации

изоляция и защита топливных баков и возможных источников возгорания

эффективная теплоизоляция моторных отсеков

признание огнестойкости армированных текстилем конструкционных композитов на транспорте, которые все чаще заменяют более традиционные металлические материалы

выбор внутренний текстиль, такой как мебель, декор, напольные покрытия, постельные принадлежности и т. д.которые либо по своей природе являются огнестойкими, либо могут быть превращены в огнестойкие в результате обработки.

В случае национальных и международных транспортных систем, таких как воздушные и морские, действуют международные стандарты для транспортных средств или судов, зарегистрированных и работающих между более развитыми странами по всему миру. Фактически, для сертификации всех коммерческих самолетов и морских судов требуется соответствие этим признанным международным нормам и стандартам.

Морские правила, как указано выше, относятся к сфере компетенции Международной морской организации (IMO), тогда как коммерческие воздушные правила регулируются национальными организациями, такими как Управление гражданской авиации (CAA) в Великобритании, Европейское агентство по безопасности полетов (EASA). ) по всей Европе и Федеральное авиационное управление (FAA) в США. Эти и национальные полномочные органы принадлежат Международному управлению гражданской авиации (ИКАО), и вместе они определяют различные пожарные стандарты, относящиеся к коммерческим воздушным судам по всему миру.Однако следует отметить, что Федеральное управление гражданской авиации США и связанные с ним правила и методы испытаний в значительной степени определяют мировые коммерческие правила и связанные с ними методы испытаний. 16

В то время как большинство национальных железных дорог признают опасность возгорания, создаваемую железнодорожным транспортом, за пределами ЕС существуют национальные стандарты, и они будут отличаться от страны к стране. 16 Такой же набор требований стандартов пожарной безопасности также существовал во всех странах-членах ЕС до 2008 года, когда была опубликована Европейская директива 2008/57 / EC, охватывающая как высокоскоростные, так и обычные железнодорожные транспортные средства, как средство координации требований к противопожарной безопасности по всей Европе.Два года спустя стандарты, которые должны быть внедрены в ЕС в отношении оценки характеристик материалов и компонентов в рельсовых транспортных средствах, были опубликованы в стандарте EN45545 в 2010 году, причем часть 2 особенно актуальна для материалов в рельсовых транспортных средствах. 17 Для внедрения этого стандарта потребуется время, а пока соответствующие национальные стандарты ЕС будут иметь преимущественную силу, например, BS 6583 (Великобритания), NF-F 16-101 / NF-F-102 (Франция), UNI CEI 11170 : 2005 Часть 3 (Италия) и PN-K-02511: Март 2000 (Польша), в которых используются текстильные изделия, такие как материалы для сидения.

Подробное обсуждение этих международных правил и стандартов выходит за рамки данной главы, но примеры методов испытаний и требований к рабочим характеристикам будут использоваться для иллюстрации выбора и выбора технических текстильных материалов в следующих разделах, в которых рассматривается каждая транспортная группа или тип.

11.4.1 Наземный транспорт
11.4.1.1 Автомобили

Hirschler 18 рассмотрел текущие требования пожарной безопасности автомобилей с точки зрения статистики, текущей методологии испытаний на огнестойкость и недавних работ, направленных на необходимость более строгих испытаний.В то время как его обсуждение сосредоточено на США, с постоянным увеличением количества автомобилей во всем мире и все более широким использованием в них электронных средств управления и использования пластмасс, композитов и текстильных материалов, его аргументы также актуальны для ныне развитых и быстро развивающихся регионов США. Мир. Как правило, Хиршлер заявляет, что 70% потерь транспортных средств при возгорании происходит на дорожных транспортных средствах, и более 90% из них — на частных автомобилях.

Статистика пожаров Великобритании 19 в таблице 11.9 показывает, что за последние 13 лет общее количество пожаров в транспортных средствах значительно сократилось более чем в три раза, из которых автомобильные пожары составляют большую часть, а в 2012/13 г. порядка 65%.Однако, несмотря на эти ежегодные показатели количества пожаров, количество смертельных случаев, связанных с участием всех транспортных средств, снизилось более низкими темпами и стабилизировалось на уровне примерно 40 смертей в год с 2007 года. Несмертельные потери колебались в пределах 420–550 единиц. с 2009/10 г., когда не были доступны все статистические данные о пожарах, поэтому эти данные могут вызывать подозрения. Учитывая количество транспортных средств, используемых в Великобритании, эти цифры позволяют предположить, что внутреннее содержимое автомобилей в целом безопасно даже с учетом возрастающего содержания опасности электропроводки из-за все более широкого использования электроники, хотя какая часть этих пожаров связана с внутренним содержанием текстиля. не известно.

Таблица 11.9. Статистика Великобритании по пожарам на дорожных транспортных средствах за 2000–2013 гг. 19

903 44 480
Год Всего пожаров автомобилей Всего пожаров автомобилей Число погибших Несмертельных потерь
90,860 78,177 72 697
2001/02 99,736 85,968 61 633 9034 9034 9034 9034 9034 92,034 9034 9034 92/03
2002/03
2003/04 86,150 72,473 67 605
2004/05 67,875 55,885 58 526 58 526 59 551
2006/07 55,556 43,938 61
2007/08 47,562 36,989 41 455
2008/09 42,381 32,608 38 данные 48 647
2010/11 32,631 22,010 44 522
2011/12 28,031 2012/13 23,866 15,722 39 555

Текстиль встречается повсюду в типичной конструкции автомобиля, как показано на рис.11.3, но именно в салоне как водитель, так и пассажир могут подвергаться наибольшей опасности возгорания. В настоящее время нет официальных международных правил для установления минимального уровня пожарной безопасности в автомобилях во всем мире, но из-за глобального характера отрасли Федеральное национальное управление безопасности дорожного движения США в 1969 году разработало и внедрило в 1972 году широко используемый в настоящее время FMVSS 302. стандарт. 20 Этот тест был разработан более 50 лет назад для предотвращения воспламенения в пассажирском салоне материалов зажженной сигареты, и теперь он является международным методом (ISO 3795) и повторно используется в некоторых странах по всему миру соответствующими испытательными организациями, e .грамм. ASTM D-5132 (США).

Рис. 11.3. Схематическое изображение тканей, используемых в различных частях типичного автомобиля.

Испытание включает в себя горизонтальный образец (356 мм × 100 мм × толщина при использовании), который подвергается воздействию пламени горелки Бунзена диаметром 9 мм с одного конца в течение 15 секунд, и регистрируется скорость распространения пламени по измеренной длине, которая начинается с 38 мм. от края, на который падает пламя горелки. Чтобы считаться приемлемой, скорость горения должна быть менее 102 мм / мин, определенная в среднем для пяти образцов на образец.Большинство синтетических тканей выдерживают этот тест из-за их термопластичности и часто капают при плавлении. Только когда текстиль содержит нетермопластические компоненты, отдельно или в смеси с синтетическими компонентами, возникает потребность в антипиренах. Хотя этот стандарт определяет почти минимальный уровень огнестойкости ткани, которая ему соответствует, его значение значительно лучше, чем отсутствие стандарта вообще, даже если процентный вес текстиля и текстильных композитов на автомобиль увеличился в последние годы,

A Современный автомобиль состоит из ряда внутренних текстильных компонентов салона, таких как:

ткань для сидения: часто ламинаты, состоящие из эстетичной поверхности и ткани основы для увеличения веса и прочности

крыша- или обшивки потолка и боковины, которые могут содержать электрические компоненты

дверные панели: они аналогичны композитным материалам обшивки потолка

ковров и акустических подкладок

i.е. акустические подкладки, приклеенные к окончательному текстилю ковра) (Рис. 11.4 (a))

Рис. 11.4. Схема: (а) композитного покрытия автомобильного пола (500–900 г / м 2), содержащего верхнюю структуру ворсистого ковра, холст с обратным покрытием и нижний акустический слой из термоформованного полиэтилена низкой плотности (LDPE); (b) боковая обшивка ботинка, содержащая предварительно сформованный композит, облицованный тканью.

другая внутренняя отделка: сюда входят полки, обивка багажника или багажника (см. Рис. 11.4 (b)), солнцезащитные козырьки и отделка приборной панели.

другие текстильные компоненты, e.грамм. ремни безопасности, подушки безопасности и т.п. 4 Хотя все они соответствуют стандарту FMVSS 302 или его эквиваленту, материалы сидений обычно включают полиамид или полиэстер; обшивка потолка, боковины и дверные панели из полиэстера; и ковровые покрытия из полипропилена или полиамида. Стоит добавить, что высокие внутренние температуры и воздействие солнечного света, которым подвергаются закрытые автомобили на стоянке, гарантируют, что полиэстер является предпочтительным внутренним волокном, и такое использование одного типа волокна также помогает облегчить переработку и повторное использование автомобилей, когда слом.В таблице 11.10 приведены типичные примеры.

Таблица 11.10. Типичные и часто используемые текстильные материалы для предметов интерьера автомобиля 3

Изделие Содержание волокна Вес / тип ткани
Покрытие сиденья ламинат или композит Полиэстер лицо ~ 250–300 г / м2 трикотажные или тканые
& gt; 500 г / м2 в качестве ламината, включая полиэфирную сетку
Обивка потолка декоративная или лицевая ткань Полиэстер Тканый, трикотажный или нетканый
Декоративная поверхность ковра

Холст

Полиамидный ворс
Полиэстер
Полиамидный ворс
Полиэстер
Полиамидный ворс
Полиэстер
Нетканый холст
Другие текстильные изделия: внешние декоративные ткани, включая ремни безопасности Полиэстер Атласное или саржевое переплетение для ремней безопасности
Подушки безопасности Полиамид 6 и 6.6 Ткань 25–190 г / м2

Однако большинство предметов на самом деле представляют собой композиты, по крайней мере, из двух тканей (см. Ниже), и именно композит подвергается испытанию. Обычно, если нужно испытать один или несколько слоев ткани, состоящих из одного и того же типа волокна, и первый из них проходит испытание, то выдержит и второй, и для достижения стандарта не требуется дополнительных огнезащитных составов. В любом случае следует избегать использования антипиренов, поскольку они не только увеличивают стоимость, но также могут увеличивать уровни токсичных газов, выделяемых во время горения, хотя в настоящее время их уровни не требуется оценивать.Если комбинируются смеси различных волокон или комбинации тканей, содержащих разные волокна, то вполне вероятно, что для прохождения испытания могут потребоваться дополнительные антипирены, даже если каждый из компонентов ткани проходит испытание.

Как указано выше, в случае тканей для сидения композит часто содержит ткань внешней поверхности, имеющую требуемые эстетические и рабочие характеристики, поддерживающий холст и средство соединения этих двух элементов, например тонкую прослойку из вспененного материала. Более толстый этот вспененный промежуточный слой может действовать как адгезив, так и как вспомогательный элемент для дополнительного комфорта, а с учетом природы пенополиуретана представляет собой значительную дополнительную опасность возгорания.В последнее время промежуточный слой в композитном материале для сидения или ламинате может представлять собой нетканую структуру, хотя самые современные разделительные ткани предлагают одноступенчатую полностью вязаную ткань для сидения. В то время как полиамидные волокна широко использовались много лет назад, в настоящее время полиэстер является предпочтительным лицевым волокном и холстом (см. Таблицу 11.10).

Обшивки потолка — это особенно сложные композиты на текстильной основе, потому что они не только содержат звукоизолирующие материалы, но также включают такие компоненты, как внутренние зеркала, внутреннее освещение и соответствующую проводку — особую опасность возгорания.Типичная структура, описанная Fung and Hardcastle 3 , показывает, что в современной обшивке потолка может присутствовать до семи или более слоев компонентов, как показано в Таблице 11.11; такая конструкция действительно представляет собой технический текстиль. Весь композит должен быть термоформованным, при этом отдельные слои должны быть связаны вместе с помощью клеящих пленок или порошков. Тщательный выбор каждого компонента важен, если он должен соответствовать стандарту FMVSS 302 без необходимости дополнительной обработки антипиреном.

Таблица 11.11. Типичный композитный материал обшивки потолка 3

мат Клей-расплав Колотый стекломат
Композитный слой Типичный состав
Нетканый холст Обычно полиэстер
Клейкая пленка Горячий расплав Стекло с горячим расплавом Добавляет жесткость
Клейкая пленка / порошок Клей
Центральная сердцевина Полужесткая полиуретановая пена или резонансные отходы волокна
Клейкая пленка / порошок Добавляет жесткость
Клейкая пленка / порошок Клей-расплав
Полиуретановая пена Присутствует, если требуется «мягкое прикосновение»
Обычно декоративная (лицевая) ткань полиэстер

Однако напольные покрытия si Точно так же довольно сложные композиты, сочетающие в себе технические требования и эстетические качества.Они могут включать в себя тяжелый (> 2000 г -2 ) акустический подслой (часто каучук EPDM плюс отходы волокна различных типов или пенополиуретан), связующий слой из полиэтиленовой пленки, который также позволяет термоформовать готовый композит, чтобы он подходил к конкретному полу. форма лотка и пряжа верхнего ворса ковра, обычно заделанная в холст и имеющая латексную основу. На Рис. 11.4 (a) показан типичный термоформованный композитный пол, а на Рис. 11.4 (b) — боковая облицовка багажника. Поверхностные сваи обычно изготавливаются из полиамида или полиэстера, а холст — из полипропилена.Для того, чтобы такой композит соответствовал стандарту воспламеняемости, может потребоваться добавление антипирена, часто к промежуточному слою полиэтиленовой пленки или в качестве покрытия к акустическому подкладочному компоненту.

11.4.1.2 Автобусы

Требования к автобусам часто определяются национальными правилами в зависимости от предыдущего опыта пожаров. Troitzsch 16 суммировал положение в ЕС после выпуска директивы в 1995 г. (Директива Совета ЕС 95/28 EC (10.95)), который определяет требования к огнестойкости материалов интерьера транспортных средств, перевозящих 22 и более пассажиров. Текстильное значение имеют любые декоративные ткани, используемые для облицовки потолков и стен, ткани с акустической функцией, материалы для штор и жалюзи, а также текстиль, используемый для сидения. Испытание, аналогичное FMVSS 302, используется для испытания тканей на минимальную скорость горения 102 мм / мин в горизонтальной геометрии, а испытание с вертикальной полосой ISO 6941 используется для оценки воспламеняемости штор и штор; Испытания на возможное образование капель пламени также требуются для облицовки кровли.

11.4.1.3 Поезда и системы скоростного транспорта

Как указывалось выше, национальные железные дороги традиционно обязаны соответствовать национальным стандартам пожарной безопасности, которые, как правило, сильно отличаются друг от друга. 16 Стандарт EN 45545, опубликованный в 2010 году, включает Часть 2, 17 , которая определяет «Требования к огнестойкости материалов и компонентов». В рамках этого общего стандарта основными проблемами являются тепловыделение, распространение пламени, токсичность и плотность дыма, что отражает строгие требования к материалам, которые применялись в авиационном секторе в течение многих лет (см. Ниже).Уровни опасности (HL) присваиваются типу железнодорожного подвижного состава; например, стандартной тележке назначается самый низкий уровень HL1, а вагону со спальным местом HL3 — самый высокий. Внутри всех транспортных средств значительную опасность представляют мебель и постельные принадлежности, которые перечислены в Таблице 11.12, и хотя они не являются строго техническими тканями, их включение в правила пожарной безопасности гарантирует, что они включены сюда. В правилах указывается ряд сценариев тестирования, в том числе для моделирования вандализма.Схема требований к тесту обсуждалась в другом месте. 21

Таблица 11.12. Предметы интерьера, указанные в BS EN 45525-2 17

Изделие Дополнительное описание
Сиденье пассажира в сборе Сиденье пассажира в сборе, включая подлокотники и подголовники, отдельные подушки, откидные сиденья , и сиденье водителя доступно для пассажира
Обивка пассажирских сидений и подголовника Обивка сидений и подголовника
Подлокотник пассажирских сидений — Горизонтальная поверхность Подлокотник — Любая обращенная вверх поверхность, на которой находится подлокотник упоры
Подлокотник пассажирских сидений — Вертикальная поверхность Подлокотник — Внутренняя поверхность (или внешняя поверхность при поперечном сидении), которая упирается в тело пассажира сиденья
Подлокотник пассажирских сидений — обращенная вниз поверхность Подлокотник — нижняя сторона поверхность подлокотника
Сиденья в служебных помещениях
Матрасы
Постельное белье для кушеток и кроватей (одеяла, пуховые одеяла, подушки, спальные мешки и простыни)
Нижняя поверхность кушеток и кроватей
текстиль и другие материалы присутствовать в шторах, жалюзи, декоративных панелях и напольных покрытиях, каждое из которых соответствует ряду определенных требований и критериев эффективности, связанных с опасностями.Читателям рекомендуется ознакомиться с действующим стандартом, чтобы полностью понять сложность протокола испытаний, определенного для каждого типа материала.

Неудивительно, что текстильные материалы, которые соответствуют желаемым критериям огнестойкости, будут аналогичны материалам в самолетах и ​​включают огнестойкую шерсть и смеси для сидений, огнестойкий полиэстер для штор и полиамид для напольных покрытий с огнестойкими задними покрытиями, используемыми по мере необходимости. .

Столичные железные дороги, особенно подземные, представляют собой транспортные системы с особенно высокой пожарной опасностью, и в текстильной отрасли только сиденья имеют значение.И снова шерсть FR и смеси будут значительно отличаться.

11.4.2 Морской транспорт

Морские суда представляют собой фактически автономные единицы, в которых способность к эвакуации ограничена, и поэтому, помимо структурных компонентов, важно, чтобы текстильные материалы, составляющие значительный источник огня, имели определенный уровень признания. огнестойкость или даже стойкость. Кроме того, предпочтительно, чтобы отдельные отсеки и каюты судна, а также другие жилые помещения имели устройства пожарной безопасности, такие как спринклеры и огнестойкие переборки, чтобы любое возгорание сдерживалось как можно дольше.Что еще более важно, из-за ограниченного пространства судна опасность выделения токсичных газов и дыма значительна, и ее необходимо сдерживать.

По сути, морское судоходство делится на две группы: коммерческие пассажирские и грузовые суда и надводные корабли и подводные лодки ВМФ. Соратия рассмотрела все факторы, определяющие выбор огнестойких материалов для использования в этом секторе. 22

11.4.2.1 Военно-морские суда

Правила для морских судов будут определяться каждой страной в отношении ее собственных надводных и подводных судов.Например, в США MIL-STD-1623 23 содержит требования к пожарным характеристикам и утвержденные спецификации для различных категорий материалов внутренней отделки и мебели для использования на морских надводных кораблях и подводных лодках. Этот стандарт определяет Федеральный стандарт США FED-STD-191 (Тесты для текстиля), в котором, например, Метод 5903 определяет метод полоски ткани под углом 45 ° для определения огнестойкости одежды, а Метод 5905 — метод оценки поведения материала при воздействии к контакту с высоким тепловым потоком.Последний включает в себя газовую горелку большего размера (Фишера) в отличие от простой горелки Бунзена, определенной в 191A Method 5903, и ткань подвешивается вертикально. Очевидно, что для разных тканей требуются разные уровни огнестойкости в зависимости от их расположения и уровня риска возгорания.

Аналогичные методы используются другими военно-морскими силами, а в Великобритании Министерство обороны будет определять стандарты для защитной одежды, униформы общего назначения и текстиля для интерьера. Например, после войны за Фолклендские острова в 1982 году, когда британский военно-морской персонал носил униформу, состоящую в основном из синтетических волокон, сильная жара, испытываемая военно-морскими судами при атаке, побудила отказаться от термопластических волокон и их тенденции к усадке на натуральные хлопковые и шерстяные волокна. одежда, особенно нижнее белье.Очевидно, что верхняя одежда, необходимая для защиты от высоких тепловых потоков, будет основана на защитном текстиле, используемом как в не оборонных, так и в других оборонных целях. Примеры текстильных волокон и тканей, используемых в этих применениях, были описаны ранее, а также в главе 8 этого текста. 24 , 25

11.4.2.2 Коммерческие пассажирские и грузовые суда

На международном уровне эти суда должны соответствовать требованиям пожарной безопасности, содержащимся в Международной конвенции по охране человеческой жизни на море (СОЛАС) в качестве кодексов безопасности, в том числе для высокоскоростных судов Международной морской организации (IMO / HSC). 26 В основном эти правила касаются предотвращения пожара, обнаружения, локализации и контроля пламени, а также распространения дыма, подавления и эвакуации. Выбор потенциально огнестойких тканей, в том числе армированных текстилем композитов, и любых связанных стандартных методов испытаний будет происходить в рамках противопожарной защиты. В Части B (Предотвращение пожара и взрыва) 16 , 26 Правило 4 (Вероятность воспламенения), Правило 5 (Потенциал возгорания) и Правило 6 (Потенциал образования дыма и токсичность) напрямую относятся к текстилю. выбор материала.

Текстильные материалы часто покрываются косвенно, когда часть конструкции, например (например, декор стен, напольные покрытия), по Кодексу FTP Часть 1 — Испытание на негорючесть с использованием стандарта ISO 1182; 1990, Часть 2 — Испытание на дымность и токсичность с использованием ISO 5659 и Часть 5 — Испытания на воспламеняемость поверхности. Часть 2 определяет определение дыма и токсичных газов в текстильных изделиях с использованием конической калориметрии при 25 кВт · м -2 тепловой поток в присутствии и отсутствии воспламеняющегося пламени и 50 кВт · м -2 при отсутствии воспламеняющегося пламени в качестве метода. и особенно применимо к коврам.

Часть 5 относится к напольным покрытиям, поскольку они должны иметь поверхность с характеристиками низкого распространения пламени и испытываться в соответствии с Резолюцией A.653 (16). 27 Это определяет метод определения поверхностного распространения тепла в вертикальной ориентации при тепловом потоке 49,5 кВт · м — 2 на начальной части длины образца, уменьшающейся до 1,5 кВт · м — 2 через 740 мм. Таким образом, ковровые ткани должны иметь более высокую огнестойкость, чем обычно ожидается от такого горизонтально ориентированного текстиля.Следовательно, огнестойкая шерсть (например, шерсть, обработанная Zirpro®; см. Главу 8) будет выступать в качестве важного волокна в соответствующих тканых или тафтинговых структурах, которые сочетают в себе как необходимые эстетические, так и технические требования.

Текстиль более конкретно рассматривается в IMO FTP Parts 7–9:

Part 7 — Испытание вертикально поддерживаемых тканей и пленок: там, где драпировки, шторы и другие текстильные материалы должны иметь качество устойчивость к распространению пламени не уступает шерсти массой 0.8 кгм — 2

Часть 8 — Испытание мягкой мебели: там, где требуется, чтобы мягкая мебель имела уровни устойчивости к возгоранию и распространению пламени, она должна соответствовать этой части. Используемый метод испытаний основан на Британском стандарте для мягкой мебели, BS 5852 для сигарет и имитированных источников зажигания спички. Очевидно, что ткани, соответствующие действующим британским правилам меблировки, будут удовлетворительными для морских применений 28 (см. Главу 8).

Часть 9 — Испытание компонентов подстилки: если компоненты подстилки должны обладать качествами устойчивости к воспламенению и распространению пламени, компоненты подстилки должны соответствовать этой части и быть испытаны с использованием метода, аналогичного методу в Части 8, за исключением того, что макет матраса или подушки того же размера (450 × 450 мм) подвергается воздействию сигареты и имитируемого источника спички.

Ткани должны быть испытаны после определенной стирки или испытания на долговечность, которая в случае Части 7 для тканей, обработанных антипиреном, представляет собой один определенный цикл стирки.Только так называемые долговечные огнестойкие покрытия, описанные в главе 8, проходят такой цикл стирки, поскольку полустойкие покрытия обычно устойчивы только к химической чистке или простым испытаниям на пропитку водой, указанным, например, в BS 5651: 1989, 29 . Ткани, содержащие по своей природе огнестойкие волокна, такие как FR-модифицированный полиэстер (например, Trevira CS®), полиакрилы (например, модакрилы, такие как Kanekaron®) и полипропилен, не требуют предварительной стирки перед тестированием.

Правила для высокоскоростных судов со скоростью более 40 узлов требуют определенных дополнений или изменений к вышеуказанным правилам.Они требуют, чтобы конструкционные материалы, включая текстиль, если они являются частью конструкции, и композитные материалы, которые не создают перекрытие при пожаре, имели среднюю скорость тепловыделения (HHR) не более 100 кВт, максимальные значения HRR в течение 30 с. период, не превышающий 500 кВт, минимальное выделение дыма и скорость распространения пламени, отсутствие горящих капель и все сидения, соответствующие части 8 Кодекса FTP, приведенной выше. Таким образом, ткани должны иметь значительно более высокие уровни огнестойкости, чем те, которые обычно используются в надводных судах.

По мере того, как круизные лайнеры становятся все больше, возрастает риск возникновения пожара, и в то время как технологии предотвращения пожаров и локализации улучшаются, потребность в более широком использовании огнестойких тканей была решена в основном в областях ковров и мягкой мебели, которые уже были выделены выше. Вероятно, в целом верно сказать, что чистая шерсть и смеси с высоким содержанием шерсти могут легко соответствовать стандартам, требуемым для ковров, хотя иногда может использоваться огнестойкая шерсть (например, шерсть Zirpro®), в зависимости от структуры и веса ковра.

Для мягкой мебели и штор, поскольку эстетика является первостепенной чертой таких тканей, хотя они все еще могут называться техническими тканями, важно, чтобы ассортимент доступных тканей был многочислен и варьировался с соответствующей огнестойкой отделкой или задними покрытиями, наносимыми на дают соответствующие противопожарные характеристики. Для тканей, штор и штор для декора стен ткани должны будут пройти критерии испытания вертикальной полоски по скорости горения, времени гашения и т.д., и поэтому ткани, содержащие синтетические волокна и смеси, имеющие подходящие огнезащитные свойства, будут приемлемыми.Тем не менее, мебельные ткани должны будут иметь наполнитель защитный элемент, как требуется от обычной контрактной мебели, и поэтому предпочтительные текстильные композиции будут включать натуральные волокна (шерсть, хлопок, шелк и т. Д.) И смеси, богатые натуральными волокнами, если они не тяжелые. применения обратных покрытий присутствуют. 30

11.4.3 Авиация

Все текстильные материалы, независимо от того, являются ли они отдельными предметами, такими как напольные покрытия, сиденья или даже одеяло, или они являются частью другой конструкции, такой как арматура в композитном материале или часть декора, подвергаются множеству строгих режимов испытаний на огнестойкость в зависимости от серьезности риска возгорания и поэтому могут считаться техническим текстилем.Следовательно, компонентные волокна должны выбираться либо на основе присущей им огнестойкости, либо на основании их легкости обработки с помощью установленных огнестойких систем. Процедуры испытаний материалов FAA подробно описаны в их интерактивном справочнике 31 , а в Lyon 32 эти методы испытаний подробно описаны в том, что касается аэрокосмической и авиационной техники. По словам Троицша, 33 в современном реактивном самолете большой вместимости, таком как Boeing 747, содержится около 4000 кг пластмасс, из которых около половины составляют композиты, армированные стекловолокном и углеродным волокном.В другой половине — текстиль, который является частью самого самолета, включая декоративные элементы. Кроме того, будут ковры, одеяла и другое текстильное оборудование. Ясно, что потенциальная пожарная нагрузка от этих волоконных элементов будет значительной, и в новых поколениях авиалайнеров использование композитных материалов возрастает. По мере того, как более современные гражданские авиалайнеры все чаще используют композиты в конструктивных элементах, опасность воспламенения будет возрастать, и поэтому важно, чтобы все материалы, используемые в их конструкции, включая все ткани, имели определенные уровни огнестойкости.Например, планер Airbus 380 состоит более чем на 25% из композитных материалов, а Boeing 787 или Dreamliner — гораздо более высокого уровня. На рис. 11.5 показан основной вклад термостойких и огнестойких тканей в современный коммерческий авиалайнер. 34

Рис. 11.5. Текстиль, используемый в коммерческих самолетах (кроме композитных материалов)

(фото любезно предоставлено www.sxc.hu, © SXC).

Как указано выше, основные развитые и развивающиеся страны приняли различные Федеральные авиационные правила США (FAR), касающиеся безопасности коммерческих самолетов, а также всех текстильных изделий, таких как ткани для сидений, ковры, шторы / портьеры, одеяла и т. Д.используемый в любом месте коммерческого самолета, выполняющего национальные и международные рейсы, должен пройти простое испытание на воспламенение, определенное в требованиях, приведенных в FAR 25.853, с использованием серии испытаний на воспламенение « горелка Бунзена / вертикальная, 45 ° или горизонтальная полоса », которые оценивают, действительно ли данный материал является самозатухающим (см. главы 1–4, глава 1, глава 2, глава 3, глава 4, ссылка 31). Например, образцы вертикальных полос (75 × 305 мм) текстильных материалов, используемых в одеялах и сиденьях, подвергаются воздействию пламени у нижнего края образца в течение 12 с, и после его удаления должен происходить ожог или повреждение длиной ≤ 152 мм, последующее пламя. время ≤ 15 с и время пламени любых подтеков ≤ 3 с.Типичные ткани, используемые в этих областях, включают модакрил, огнестойкую (FR) вискозу и шерсть. 31 Для текстильных материалов, используемых в подкладках для грузовых и багажных отделений, используется испытание под углом 45 ° с аналогичными требованиями, за исключением того, что не должно происходить проникновения пламени через ткань.

Основные текстильные изделия в коммерческом воздушном судне включают:

Сиденья: огнестойкая (FR) шерсть и смеси FR шерсть / нейлон в сочетании с огнезащитными тканями

Сидячий огонь блокаторы: обычно композиты, содержащие одно или несколько из следующего, в виде пряжи или филаментной пряжи: стекло, полученное методом спрядения, поли (мета- и пара-арамиды), сополимерные ароматические полиамиды, полибензимидазол (PBI), окисленные акрилы (см. группу 8)

Занавески / драпировки: обычно расположены в проходах и на камбузе и обычно состоят из FR шерсти или FR полиэстера

Напольные покрытия: часто включают нейлоновые ворсовые нити с полиэфирной, полипропиленовой, хлопковой или стекловолоконной основой. и огнестойкое заднее покрытие, обеспечивающее соответствие всего композитного покрытия пола требованиям FAR 25.283 (б) стандарт.

Грузовые / багажные вкладыши: часто называют «противопожарными крышками» и могут использоваться для обертывания отдельных грузовых мест. Обычно используются ткани, содержащие алюминизированное стекловолокно. В последнее время используются ткани, содержащие параарамид, которые предназначены для сдерживания небольших взрывов, а также пожаров.

Декоративные стеновые панели: обычно используется полиэстер FR, хотя в частных самолетах используются более экзотические ткани, такие как шелк. и могут использоваться смеси шерсти животных 35

Одеяла для пассажиров: часто нетканые материалы, содержащие по своей природе огнестойкие волокна, такие как FR полиэстер или модакрил, или огнестойкую шерсть

Шторы / драпировки: обычно ткани, содержащие 100% полиэстер FR или шерсть FR, являются предпочтительными.

Однако многие из этих текстильных материалов используются как часть узлов, которые представляют большую опасность возгорания, например, узлы сидений и стеновые панели, и поэтому требуют дополнительных испытаний как часть такого узла. Например, текстильные материалы, которые образуют декоративный или усиливающий элемент конструкций в пассажирском салоне, также должны быть испытаны как композит или сборка на их способность не распространять огонь. Здесь скорость тепловыделения — это параметр, который должен быть измерен с помощью калориметра Университета штата Огайо (OSU) в соответствии с требованиями спецификации FAA FAR 25.853 Часть IV Приложение F. 32 , 36 В этом испытании текстиль, используемый, например, в качестве декоративного покрытия для стеновых панелей, монтируется на соответствующий материал стеновой панели и подвергается тепловому потоку 35 кВт · м — 2 выход. Если сборка и, следовательно, ткань должны пройти испытание, то горящий композит должен излучать максимальный выходной тепловой поток ниже 65 кВт · м -2 и в среднем за 2 минуты менее 65 кВт · м -2 . Для прохождения тканей они обычно должны иметь значения LOI, превышающие 30 об.%, Поэтому главными кандидатами являются FR-шерсть, FR-полиэстер и арамиды, используемые индивидуально или в смесях, хотя могут использоваться и другие, более экзотические примеры.

Типичное сиденье схематично показано на рис. 11.6, и здесь внешние ткани должны быть способны предотвращать возгорание внутренних заполняющих материалов в дополнение к тому, что они прошли испытание вертикальной полосой в FAR 25.853 (b). Следовательно, обычно необходимо использовать огнезащитные ткани между внешней тканью и внутренним наполнением сиденья. В спецификации FAR 25.853-1, приложение F, часть II, часть 25 FAR — Воспламеняемость подушек сиденья, макет сиденья в сборе подвергается воздействию керосиновой горелки с тепловым потоком около 115 кВт · м — 2 для 2 минуты.После того, как горелка погаснет, узел должен погаснуть в течение 5 минут, не перегореть за пределы размеров гнезда, а общая потеря массы должна быть ≤10%. Чтобы сиденья могли пройти это испытание, обычно используется внешняя ткань (например, FR-шерсть или FR-шерсть / полиамид 6.6), которая соответствует требованиям FAR 25.853 (b), и нижележащий огнезащитный или барьерный слой, обычно основанный на высокоэффективных волокнах, таких как в виде пара- или метаарамида, окисленного акрила, стекла или их смесей друг с другом или с волокнами, такими как шерсть FR.

Рис. 11.6. Принципиальная схема типичного кресла

коммерческого самолета (любезно предоставлено Федеральным авиационным управлением (FAA), 31 , приложение C).

Помимо общепринятых текстильных изделий, жаропрочные и огнестойкие ткани находят применение в изоляции двигателя (например, керамические конструкции вокруг камер сгорания), акустической изоляции фюзеляжа (например, обшивки на основе стекловолокна в контейнерах из полимерной FR-пленки), армировании композитов (например, армирование из углеродного волокна для основных элементов конструкции), армирование из арамидных сот для конструкций стен и пола, а также акустическая и противопожарная / теплоизоляция фюзеляжа, каждая из которых требует своих собственных требований к огнестойкости. 32 Связанные со всеми этими испытаниями и материалами или композитами требования к токсичному горючему газу и дыму, поэтому на выбор волокон и текстильных структур будет влиять необходимость соблюдения минимальных стандартов выбросов для газов, включая монооксид углерода, оксиды азота, серу. диоксид, хлористый водород и цианистый водород.

Сталь против дерева против бетона

ширина: 80%;
}
]]>

Сталь против дерева против бетона

Проектирование конструкций зависит от знания строительных материалов и соответствующих им свойств, чтобы мы могли лучше предсказать поведение различных материалов при их нанесении на конструкцию.Как правило, три (3) наиболее часто используемых материала в строительстве — это сталь, бетон и дерево / древесина. Знание преимуществ и недостатков каждого материала важно для обеспечения безопасного и экономичного подхода к проектированию конструкций. Итак, давайте посмотрим на плюсы и минусы стали, древесины и бетона!

Конструкционная сталь

Сталь — это сплав, состоящий в основном из железа и углерода. Другие элементы также примешиваются к сплаву для получения других свойств.Одним из примеров является добавление хрома и никеля для создания нержавеющей стали. Увеличение содержания углерода в стали имеет предполагаемый эффект увеличения прочности материала на разрыв. Увеличение содержания углерода делает сталь более хрупкой, что нежелательно для конструкционной стали.

Преимущества конструкционной стали

  1. Сталь имеет высокое соотношение прочности и веса. Таким образом, собственный вес металлоконструкций относительно невелик. Это свойство делает сталь очень привлекательным конструкционным материалом для высотных зданий, длиннопролетных мостов, сооружений, расположенных на земле с низким содержанием грунта и в районах с высокой сейсмической активностью.
  2. Пластичность. Перед разрушением сталь может подвергаться значительной пластической деформации, что обеспечивает большой резерв прочности.
  3. Предсказуемые свойства материала. Свойства стали можно предсказать с высокой степенью уверенности. На самом деле сталь демонстрирует упругие свойства до относительно высокого и обычно четко определенного уровня напряжения. В отличие от железобетона свойства стали существенно не меняются со временем.
  4. Скорость возведения. Стальные элементы просто устанавливаются на конструкцию, что сокращает время строительства.Обычно это приводит к более быстрой окупаемости в таких областях, как затраты на рабочую силу.
  5. Простота ремонта. Стальные конструкции в целом можно легко и быстро отремонтировать.
  6. Адаптация заводской сборки. Сталь отлично подходит для заводского изготовления и массового производства.
  7. Многократное использование. Сталь можно повторно использовать после разборки конструкции.
  8. Расширение существующих структур. Стальные здания можно легко расширить, добавив новые отсеки или флигели. Стальные мосты можно расширять.
  9. Усталостная прочность. Металлоконструкции обладают относительно хорошей усталостной прочностью.

Недостатки конструкционной стали

  1. Общая стоимость. Сталь очень энергоемкая и, естественно, более дорогая в производстве. Стальные конструкции могут быть более дорогостоящими в строительстве, чем другие типы конструкций.
  2. Противопожарная защита. Прочность стали существенно снижается при нагревании до температур, обычно наблюдаемых при пожарах в зданиях. Сталь также довольно быстро проводит и передает тепло от горящей части здания.Следовательно, стальные конструкции в зданиях должны иметь соответствующую противопожарную защиту.
  3. Техническое обслуживание. Сталь, подвергающаяся воздействию окружающей среды, может повредить материал и даже привести к загрязнению конструкции из-за коррозии. Стальные конструкции, подверженные воздействию воздуха и воды, такие как мосты и башни, регулярно окрашиваются. Применение устойчивых к атмосферным воздействиям и коррозионно-стойких сталей может устранить эту проблему.
  4. Склонность к короблению. Из-за высокого отношения прочности к весу стальные сжимающие элементы, как правило, более тонкие и, следовательно, более подвержены короблению, чем, скажем, железобетонные сжимающие элементы.В результате необходимы дополнительные конструктивные решения для улучшения сопротивления продольному изгибу тонких стальных компрессионных элементов.

Программное обеспечение SkyCiv Steel Design

Рис. 1. Обзор стальных конструкций

Бетон железобетон

Бетон представляет собой смесь воды, цемента и заполнителей. Пропорция трех основных компонентов важна для создания бетонной смеси желаемой прочности на сжатие. Когда в бетон добавляют арматурные стальные стержни, эти два материала работают вместе с бетоном, обеспечивающим прочность на сжатие, и сталью, обеспечивающей прочность на растяжение.

Преимущества железобетона

  1. Прочность на сжатие. Железобетон имеет высокую прочность на сжатие по сравнению с другими строительными материалами.
  2. Прочность на разрыв. Благодаря предусмотренной арматуре железобетон также может выдерживать значительную величину растягивающего напряжения.
  3. Огнестойкость. Бетон обладает хорошей способностью защищать арматурные стальные стержни от огня в течение длительного времени. Это выиграет время для арматурных стержней, пока огонь не потушат.
  4. Материалы местного производства. Большинство материалов, необходимых для производства бетона, можно легко найти на месте, что делает бетон популярным и экономичным выбором.
  5. Прочность. Система здания из железобетона более долговечна, чем любая другая система здания.
  6. Формуемость. Железобетон, изначально как текучий материал, можно экономично формовать в практически неограниченном диапазоне форм.
  7. Низкие эксплуатационные расходы. Железобетон является прочным с использованием недорогих материалов, таких как песок и вода, не требующих обширного обслуживания.Бетон предназначен для того, чтобы полностью покрыть арматурный стержень, так что арматурный стержень не будет поврежден. Это делает стоимость обслуживания железобетонных конструкций очень низкой.
  8. По конструкции, такой как фундаменты, плотины, опоры и т. Д., Железобетон является наиболее экономичным строительным материалом.
  9. Жесткость. Он действует как жесткий элемент с минимальным прогибом. Минимальный прогиб хорош для удобства эксплуатации зданий.
  10. Удобство в использовании. По сравнению с использованием стали в конструкции, при строительстве железобетонных конструкций может быть задействована менее квалифицированная рабочая сила.

Недостатки железобетона

  1. Долгосрочное хранение. Бетон нельзя хранить после смешивания, так как цемент вступает в реакцию с водой и смесь затвердевает. Его основные ингредиенты нужно хранить отдельно.
  2. Время отверждения. У бетона есть 30-дневный период отверждения. Этот фактор сильно влияет на график строительства здания. Это снижает скорость возведения монолитного бетона по сравнению со сталью, однако ее можно значительно улучшить с помощью сборного железобетона.
  3. Стоимость форм. Стоимость форм, используемых для отливки ЖБИ, относительно выше.
  4. Увеличенное поперечное сечение. Для многоэтажного здания секция железобетонной колонны (RCC) больше, чем стальная секция, так как в случае RCC прочность на сжатие ниже.
  5. Усадка. Усадка вызывает развитие трещин и потерю прочности.

Программное обеспечение SkyCiv RC для проектирования

Рис. 2. Типичный пример железобетона

Древесина

Древесина — это органический, гигроскопичный и анизотропный материал.Его тепловые, акустические, электрические, механические, эстетические, рабочие и т. Д. Свойства очень подходят для использования, можно построить комфортный дом, используя только деревянные изделия. С другими материалами это практически невозможно. Очевидно, что дерево — это и распространенный, и исторический выбор в качестве конструкционного инженерного материала. Однако в последние несколько десятилетий произошел отход от дерева в пользу инженерных изделий или металлов, таких как алюминий.

Преимущества древесины

  1. Прочность на разрыв.Поскольку дерево является относительно легким строительным материалом, он превосходит даже сталь по длине разрыва (или длине самонесущей конструкции). Проще говоря, он может лучше выдерживать собственный вес, что позволяет использовать большие пространства и меньше необходимых опор в некоторых конструкциях зданий.
  2. Электрическое и тепловое сопротивление. Он обладает естественным сопротивлением электропроводности при сушке до стандартного уровня содержания влаги (MC), обычно от 7% до 12% для большинства пород древесины. Его прочность и размеры также не подвержены значительному влиянию тепла, обеспечивая устойчивость готового здания и даже безопасность при определенных пожарных ситуациях.
  3. Звукопоглощение. Его акустические свойства делают его идеальным для минимизации эха в жилых или офисных помещениях. Дерево поглощает звук, а не отражает или усиливает его, и может помочь значительно снизить уровень шума для дополнительного комфорта.
  4. Из местных источников. Дерево — это строительный материал, который можно выращивать и повторно выращивать с помощью естественных процессов, а также с помощью программ пересадки и лесного хозяйства. Выборочная уборка и другие методы позволяют продолжить рост, пока собираются более крупные деревья.
  5. Экологически чистый. Одна из самых больших проблем, связанных со многими строительными материалами, включая бетон, металл и пластик, заключается в том, что, когда они выброшены, они разлагаются невероятно долго. В естественных климатических условиях древесина разрушается намного быстрее и фактически пополняет почву.

Недостатки бруса

Усадка и разбухание древесины — один из ее основных недостатков.

Дерево — гигроскопичный материал.Это означает, что он будет поглощать окружающие конденсируемые пары и терять влагу в воздух ниже точки насыщения волокна. Еще один недостаток — его износ. Агенты, вызывающие порчу и разрушение древесины, делятся на две категории: биотические (биологические) и абиотические (небиологические). Биотические агенты включают гниющие и плесневые грибы, бактерии и насекомые. К абиотическим агентам относятся солнце, ветер, вода, некоторые химические вещества и огонь.

Программное обеспечение SkyCiv Wood Design

Рисунок 3.Деревянный конструкционный каркас

Сводка

Для лучшего описания стали, бетона и дерева. Обобщим их основные характеристики, чтобы выделить каждый материал.

Сталь очень прочна как на растяжение, так и на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие и растяжение. Сталь имеет предел прочности от 400 до 500 МПа (58 — 72,5 ksi). Это также пластичный материал, который поддается или прогибается перед разрушением. Сталь выделяется своей скоростью и эффективностью в строительстве.Его сравнительно легкий вес и простота конструкции позволяют сократить рабочую силу примерно на 10-20% по сравнению с аналогичной строящейся структурой на основе бетона. Стальные конструкции также обладают отличной прочностью.

Бетон чрезвычайно прочен на сжатие и, следовательно, имеет высокую прочность на сжатие от 17 МПа до 28 МПа. С более высокой прочностью до 70 МПа или выше. Бетон позволяет проектировать очень прочные и долговечные здания, а использование его тепловой массы, удерживая его внутри оболочки здания, может помочь регулировать внутреннюю температуру.Также в строительстве все чаще используется сборный железобетон, что дает преимущества с точки зрения воздействия на окружающую среду, стоимости и скорости строительства.

Древесина устойчива к электрическим токам, что делает ее оптимальным материалом для электроизоляции. Прочность на разрыв также является одной из основных причин выбора древесины в качестве строительного материала; его исключительно сильные качества делают его идеальным выбором для тяжелых строительных материалов, таких как конструкционные балки.Дерево намного легче по объему, чем бетон и сталь, с ним легко работать, и его легко адаптировать на стройплощадке. Он прочен, дает меньше тепловых мостиков, чем его аналоги, и легко включает в себя готовые элементы. Его структурные характеристики очень высоки, а его прочность на сжатие аналогична прочности бетона. Несмотря на все это, древесина все шире используется для жилых и малоэтажных построек. Его редко используют в качестве основного материала для высотных конструкций.

Это самые распространенные строительные материалы, используемые для строительства.У каждого материала есть свой уникальный набор достоинств и недостатков. В конце концов, они могут быть заменены материалами, которые практически не имеют ограничений с технологическими достижениями будущего. Тем не менее, наши нынешние строительные материалы будут оставаться актуальными еще многие десятилетия.

Дизайн для пожара

Конструкция огнестойкости

При проектировании конструктивных элементов на огнестойкость необходимо учитывать два основных момента. Элементы должны иметь достаточную массу, чтобы ограничить повышение температуры на стороне, противоположной огню.Эта мера известна как конечная точка теплопередачи. Элементы должны обладать достаточной прочностью, чтобы предотвратить обрушение при повышенных температурах пожара. Эта мера известна как структурная конечная точка.

Конечная точка теплопередачи определяется типом бетона в элементе и толщиной элемента. Конечная точка конструкции в основном зависит от температуры арматуры внутри элемента в конце требуемого периода огнестойкости. Эта температура регулируется путем регулирования количества бетонного покрытия между огнем и арматурой.

Международный строительный кодекс (IBC) допускает ряд подходов к противопожарному проектированию и включает предписания, которые считаются удовлетворяющими критериям. Таким образом, IBC предоставляет относительно простые и общепринятые критерии пожарного проектирования. PCI публикует MNL 124 «Расчет огнестойкости предварительно напряженного железобетона» для объяснения многих критериев, включенных в IBC; а также предоставить альтернативный подход к проектированию, обычно называемый рациональным проектированием, когда предписывающие требования IBC не могут быть выполнены.MNL 124 содержит отчет ICC Evaluation Service Report ESR-1997, который позволяет использовать его в рамках IBC 2006 года.


В следующей таблице показан пример информации, доступной для пожарного проектирования. В этой таблице представлена ​​толщина бетона, необходимая для обеспечения различных показателей огнестойкости в зависимости от конечной точки теплопередачи. Эти значения толщины применимы как к сплошным перекрытиям, так и к сплошным стенам. Обратите внимание, что тип бетона влияет на требуемую толщину.

Рациональное проектирование требует определения температуры внутри бетонного элемента в месте расположения стальной арматуры. Прочность стали снижается при повышенных температурах. Исходя из температуры стали и потери прочности, можно рассчитать конструктивную способность элемента. Пока расчетная мощность превышает требуемую нагрузку во время пожара, элемент будет приемлемым. Приведенные ниже рисунки взяты из MNL 124, причем один указывает изотермы внутри балки, а другой указывает на потерю прочности стали при повышенных температурах.

Помимо нормативного противопожарного проектирования, существует множество соображений для различных условий. Большая часть работ по пожаротушению проводилась в 1960-х и 1970-х годах, и многие ссылки доступны в архивах. За прошедшие годы в PCI Journal было опубликовано несколько статей. Ниже перечислены некоторые из последних работ.

Огнестойкость стальных конструкций: метод сводки

Сегодня мы представляем краткое изложение наиболее важных аспектов огнестойкости конструкций и простой пример.
Пожар — это несчастный случай, это преобразование энергии горючего вещества в тепло внутри помещения, структуру которого мы пытаемся защитить.

Есть потребность в горючих веществах, воспламенении и доработке. Это действительно сложное явление, но для нашей цели нам нужна только кривая возгорания (температура-время), которая применяется ко всему корпусу одновременно, и минимальные временные требования, которые должна выдержать конструкция, не разрушаясь.

Кривая в большинстве случаев соответствует стандарту ISO 834.Минимальное время FR в минутах, которое требуется, устанавливается применимыми правилами или властями и служит многим причинам (класс конструкции, пожарная нагрузка, размер сектора, доступность, активные меры и т. Д.), Которые здесь недосягаемы. Например, если требование («рейтинг») — FR30, он должен выдержать 30 минут такого типа пожара без разрушения конструкции.

Пока время до обрушения превышает это значение, мы завершили нашу миссию. Предполагается, что это требование («рейтинг») является достаточным для того, чтобы разрешить вмешательство пожарных, потренироваться в спасательных операциях, изолировать участки, предотвратить распространение пламени и так далее.

Упрощенный метод

Эффект развитого пожара (есть и другие типы) заключается в образовании пламени и дыма, которые, помимо прочего, нагревают конструкцию за счет излучения и конвекции. Это сложное явление, потому что оно изменяется во времени и пространстве, изменяя свои свойства и вызывая деформации и напряжения.

Иногда лучшее — враг хорошего. Ниже будет объяснен упрощенный метод Еврокода. Существуют и другие передовые методики с испытаниями и анализом с помощью CFD и FEM, кривая воспламенения не является стандартной, она определяется в каждом случае, а также структура анализируется с течением времени путем объединения тепловых и механических характеристик.

Упрощенный метод консервативен, но при правильном применении он очень эффективен и быстр. Он основан на концепции критической температуры. С помощью этого метода можно отрегулировать пассивную защиту, и мы можем преодолеть упрощенное положение, ультрамонтана, а иногда даже намеренно преувеличенное положение, что стальная конструкция выходит из строя при температуре до 550 ° C. (Однако были времена, когда требовалось 500 ° C.)
За исключением нескольких исключительных случаев (где это может быть окончательно определено), большинство конструкций выдерживает более высокие температуры.То есть критическая температура выше 550 ° C.

Есть три очевидных факта:

— Изменение свойств стали (fy, E) при разных температурах хорошо известно.
— В случае надземных конструкций с обычными конструкциями эффектами теплового расширения можно пренебречь. Рассмотрены независимые механический и тепловой отклик. Тесты Кардингтона в натуральную величину подтверждают эту точку зрения, и Еврокоды освящают ее.
— Нагрузки в случае аварии воспринимаются реалистично: постоянные воздействия без учета факторов и переменные воздействия уменьшаются (коэффициенты одновременности φ <1).Применяется текущий код.

Пример

Представим простой случай, ответив на пять ключевых вопросов:
Возьмем балку IPE 550 из стали S355JR, установленную на двух опорах с пролетом 10 метров (L = 10 метров).
В случае пожара постоянная нагрузка составляет 7,5 кН / м, а переменная нагрузка — 21 кН / м, с коэффициентом одновременности φ = 0,7.
Не должно быть риска бокового коробления.

1. Какая критическая температура балки?

Нагрузка p = 7.5 + φ 21 = 22,2 кН ​​/ м

Изгибающий момент M = p L2 / 8 = 77,5мкН

Поскольку модуль упругости профиля составляет W = 2441,5 см3, максимальное напряжение будет s = M / W = 277,5 106 / 2441,5 103 = 113,7 Н / мм2
Следовательно, предел текучести может быть уменьшен на величину:
μ = σ / fy = 113,7 / 355 = 0,32

Это означает, что температура, интерполированная в таблице Еврокода, может повышаться до 654 ° C (выше, чем «обычно»). Это критическая температура.

2. Как долго он может выдерживать пожар типа ISO 834 без защиты?

Если он полностью окружен огнем, в каталоге профилей указано, что его отношение периметр / площадь составляет A / V = ​​140 м-1.
Решая дифференциальное термическое уравнение или применяя номограмму APTA из справочника промышленных единиц, получают время 18 минут для этого коэффициента массивности и критической температуры 654 ° C (по крайней мере, это соответствует FR15).

3. Какую толщину защиты из распыляемого раствора с проводимостью λ = 0,12 Вт / м ° K необходимо обеспечить, если требуется FR90?

Снова применяя номограмму, точка, соответствующая 90 минутам и T = 654 ° C, находится примерно там, где кривая 1200 проходит приблизительно.
Если (A / V) λ / d = 1200, толщина защиты d = 0,014 метра. 1,5 см — подойдет.

4. Какую толщину защиты следует использовать, если предусмотрено, что критическая температура также будет 550 ° C в случае FR90?

Применяя снова номограмму, точка, соответствующая 90 минутам, а теперь Т = 550 ° C, находится там, где приблизительно проходит кривая 800.
Если (A / V) λ / d = 800, толщина защиты d = 0,021 метра.
Имейте в виду, что при такой консервативной позиции, мягко говоря, толщина должна быть на 50% больше.

5. Какую толщину вспучивающейся краски следует наносить рационально, т.е. с учетом 650 ° C, или, если предусмотрено, что критическая температура 550 ° C также и в случае FR90?

Используя таблицы продукта «X1548 Вспучивающееся покрытие R60SB» для FR90 и введя коэффициент массивности A / V = ​​140 м-1, вы получите 0,89 мм для 650 ° C и вне таблицы для 550 ° C (если было по крайней мере, коэффициент 110 м-1 следует поставить 1,369 мм).

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.