Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій
Приведена постановка и расчетно-экспериментальный метод решения задачи по определению огнезащитной способности огнезащитных покрытий для строительных несущих металлических конструкций. Метод основан на решении прямых задач теплопроводности. В качестве огнезащитной способности принята зависимость мин...
Saved in:
| Published in: | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Date: | 2004 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2004
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61585 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій / С.В. Піцин // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 62-65. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61585 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Піцин, С.В. 2014-05-08T07:02:03Z 2014-05-08T07:02:03Z 2004 Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій / С.В. Піцин // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 62-65. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61585 641.841 Приведена постановка и расчетно-экспериментальный метод решения задачи по определению огнезащитной способности огнезащитных покрытий для строительных несущих металлических конструкций. Метод основан на решении прямых задач теплопроводности. В качестве огнезащитной способности принята зависимость минимальной толщины огнезащитного покрытия от приведенной толщины металла и нормативно заданного предела огнестойкости. Приведено постановку та розрахунково-експериментальний метод рішення задачі визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій. Метод засновано на рішенні прямих задач теплопровідності. В якості вогнезахисної здатності прийнята залежність мінімальної товщини вогнезахисного покриття від зведеної товщини металу та нормативно заданої межі вогнестійкості. Statement and rated-experimental method of the solution of problem of fireprotective capacity definition of fireprotective covers for building carriers of metallic designs are adduced. The method is based on the solution of direct problems of heat conduction. The dependence of minimum fireprotective cover depth from reduced depth of metal and normatively predetermined threshold of fire resistance is accepted uk Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Тепло- и массообменные процессы Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій Method of fire protective ability determination of fire protective coatings for building load-carrying metallic constructions Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій |
| spellingShingle |
Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій Піцин, С.В. Тепло- и массообменные процессы |
| title_short |
Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій |
| title_full |
Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій |
| title_fullStr |
Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій |
| title_full_unstemmed |
Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій |
| title_sort |
метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій |
| author |
Піцин, С.В. |
| author_facet |
Піцин, С.В. |
| topic |
Тепло- и массообменные процессы |
| topic_facet |
Тепло- и массообменные процессы |
| publishDate |
2004 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Промышленная теплотехника |
| publisher |
Інститут технічної теплофізики НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Method of fire protective ability determination of fire protective coatings for building load-carrying metallic constructions |
| description |
Приведена постановка и расчетно-экспериментальный метод решения задачи по определению огнезащитной способности огнезащитных покрытий для строительных несущих металлических конструкций. Метод основан на решении прямых задач теплопроводности. В качестве огнезащитной способности принята зависимость минимальной толщины огнезащитного покрытия от приведенной толщины металла и нормативно заданного предела огнестойкости.
Приведено постановку та розрахунково-експериментальний метод рішення задачі визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій. Метод засновано на рішенні прямих задач теплопровідності. В якості вогнезахисної здатності прийнята залежність мінімальної товщини вогнезахисного покриття від зведеної товщини металу та нормативно заданої межі вогнестійкості.
Statement and rated-experimental method of the solution of problem of fireprotective capacity definition of fireprotective covers for building carriers of metallic designs are adduced. The method is based on the solution of direct problems of heat conduction. The dependence of minimum fireprotective cover depth from reduced depth of metal and normatively predetermined threshold of fire resistance is accepted
|
| issn |
0204-3602 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61585 |
| citation_txt |
Метод визначення вогнезахисної здатності вогнезахисних покриттів для будівельних несучих металевих конструкцій / С.В. Піцин // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 6. — С. 62-65. — Бібліогр.: 1 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT pícinsv metodviznačennâvognezahisnoízdatnostívognezahisnihpokrittívdlâbudívelʹnihnesučihmetalevihkonstrukcíi AT pícinsv methodoffireprotectiveabilitydeterminationoffireprotectivecoatingsforbuildingloadcarryingmetallicconstructions |
| first_indexed |
2025-11-26T01:48:09Z |
| last_indexed |
2025-11-26T01:48:09Z |
| _version_ |
1850606986260905984 |
| fulltext |
Тепло- и массообменные процессы
жается к линейному. При плотностях орошения
Re < 200 необходимо пользоваться степенной за-
висимостью (рис. 4). На рис. 5 приведены зависи-
мости плотности удельного теплового потока от
параметров щелевого канала.
Все приведенные выше данные позволяют по-
высить точность определения параметров тепло-
носителя расчетным путем.
Вывод
Рис. 5. Изменение плотности удельного теплового
потока в зависимости от параметров щелевого ка-
нала: 1– гладкая одиночная пластина; 2– одиночная
пластина с сеткой; 3 – щель δ = 20 мм; 4 – щель
δ = 15 мм; 5 – щель δ = 5 мм. Твх = 80 °С; плотность
орошения - 0,084 кг/(м⋅с).
В результате проведенных исследований
получены локальные плотности теплового по-
тока при охлаждении стекающей пленки жид-
кости восходящим потоком воздуха в случае
естественной конвекции в щелевом и кольце-
вом каналах.
5
4
3
2
1
0
2
4
6
8
10
12
0 100 200 300 400 500
h, мм
q, кВт/м 2
ЛИТЕРАТУРА
1. Гашев П.И., Ковалев О.П., Цвелодуб О.Ю., Яку-
бовский Ю.В. Тепломассообмен при контакте
горячего газа со стекающей пленкой жидко-
сти// ИФЖ.- 1984.- Т. 46.- .№3.- С. 428-432.
2. Ганчев Б.Г. Охлаждение элементов ядерных ре-
акторов стекающими пленками. М-Л.: Энерго-
атомиздат, 1987.- С. 104.
3. Дикий Н.А., Туз В.Е., Колоскова Н.Ю., Трокоз
Я.Е. Исследование процессов тепломассопере-
носа в пористых насадках при пленочном тече-
нии жидкости // Изв. вузов СССР. Энергетика.-
1986.- № 7.- С. 93–96.
4. Туз В.Е., Лебедь Н.Л. Теплообмен и устойчи-
вость пленочного течения теплоносителя в ка-
налах с сетчатым покрытием//НТЖ Технологи-
ческие системы.- К.- 2002.- № 2(13).- С. 155-
158.
Получено 07.10.2004 г.
УДК 641.841
ПІЦИН С.В.
Український науково-дослідний інститут пожежної безпеки МНС України
МЕТОД ВИЗНАЧЕННЯ ВОГНЕЗАХИСНОЇ ЗДАТНОСТІ
ВОГНЕЗАХИСНИХ ПОКРИТТІВ ДЛЯ БУДІВЕЛЬНИХ
НЕСУЧИХ МЕТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ
Приведено постановку та розрахун-
ково-експериментальний метод рішення
задачі визначення вогнезахисної здат-
ності вогнезахисних покриттів для буді-
вельних несучих металевих конструкцій.
Метод засновано на рішенні прямих за-
дач теплопровідності. В якості вогнеза-
хисної здатності прийнята залежність
мінімальної товщини вогнезахисного по-
криття від зведеної товщини металу та
нормативно заданої межі вогнестійкості.
Приведена постановка и расчетно-экс-
периментальный метод решения задачи по
определению огнезащитной способности
огнезащитных покрытий для строительных
несущих металлических конструкций. Ме-
тод основан на решении прямых задач теп-
лопроводности. В качестве огнезащитной
способности принята зависимость мини-
мальной толщины огнезащитного покрытия
от приведенной толщины металла и норма-
тивно заданного предела огнестойкости.
Statement and rated - experimental
method of the solution of problem of
fire-protective capacity definition of fire-
protective covers for building carriers of
metallic designs are adduced. The
method is based on the solution of di-
rect problems of heat conduction. The
dependence of minimum fire-protective
cover depth from reduced depth of
metal and normatively predetermined
threshold of fire resistance is accepted
62 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
Тепло- и массообменные процессы
as a fire-protective capacity.
b − товщина, мм;
C0 – випромінювальна здатність абсолютно чор-
ного тіла, Вт/(м2·К4);
Cv – питома об'ємна теплоємність, кДж/(м3·К);
F – площа поперечного перерізу, м2;
q − густина теплового потоку, Вт/м2;
T – температура, оС;
t – час, хв;
tтр – межа вогнестійкості, хв;
x – координата, м;
П – периметр, що обігрівається, м;
α – коефіцієнт тепловіддачі, Вт/(м2·К);
λ – коефіцієнт теплопровідності, Вт/(м·К);
Індексы:
к − конвективний;
s – стандартна пожежа;
ε – ступінь чорноти;
min – мінімальний;
м – метал;
п – вогнезахисне покриття;
* – сумарний
У практиці будівництва широке застосування
набули металеві конструкції, що мають значну
міцність, відносну легкість і довговічність. Однак
під час пожежі під впливом високих температур
вони деформуються, втрачають стійкість і несучу
здатність. Межа вогнестійкості будівельних несу-
чих металевих конструкцій без вогнезахисного
покриття або облицювання не перевищує 15 хв.
Одним з найбільш ефективних методів під-
вищення вогнестійкості металоконструкцій є зас-
тосування вогнезахисних покриттів, використання
яких дозволяє підвищити час до досягнення кри-
тичної температури. Граничним станом з вогне-
стійкості є досягнення критичної температури ме-
талу, з якого виготовлена конструкція. Для ста-
левої конструкції ця температура становить
500 °С (ознака втрати несучої здатності будівельної
сталевої конструкції).
У 1998 року в Україні введено в дію Держав-
ний стандарт України ДСТУ Б В.1.1-4-98 “Захист
від пожежі. Будівельні конструкції. Методи ви-
пробувань на вогнестійкість. Загальні вимоги” [1].
На розвиток цього стандарту розроблено "Мето-
дику випробувань несучих металевих конструкцій
з вогнезахисним покриттям та облицюванням на
вогнестійкість". У цій методиці наведено проце-
дуру випробувань з визначення межі вогнестійко-
сті несучих металевих конструкцій. Однак, в ній
відсутня процедура визначення залежності міні-
мальної товщини вогнезахисного покриття від
зведеної товщини металу та нормативно заданої
межі вогнестійкості, яка є вогнезахисною здатніс-
тю покриття, що визначається залежністю
bп min = f (bм, tтр). (1)
Зведена товщина металоконструкцій, що захи-
щаються, визначається за формулою
П
Fbм = . (2)
Нормативний документ, який регламентує ви-
значення вогнезахисної здатності покриття в
Україні на цей час відсутній.
Аналіз нормативних документів щодо методо-
логії визначення вогнезахисної здатності покриття
найбільш докладно наведено в європейському
стандарті ENV 13381-4:2002 “Методи випробу-
вання для визначення вкладу у вогнестійкість бу-
дівельних конструкцій - Частина 4: Захист, що ви-
користовується для сталевих конструкцій” [2].
Відповідно до цього стандарту випробовується
певна кількість зразків за умов стандартного тем-
пературного режиму [1], який визначається зале-
жністю
Тs = 345 lg (8 t + 1) + 20. (3)
У якості зразків використовують балки та ко-
лони (короткі – довжиною 1 м, високі – довжиною
2 м) “І”- та “Н”- профілів. В даних випробуваннях
на кожному зразку встановлюють термопари і ви-
значають залежності температури металу від часу
нагріву.
Після отримання експериментальних даних
проводять їх обробку. Для цього стандартом пе-
редбачена можливість застосування одного з
трьох методів: методу, який ґрунтується на аналізі
диференційного рівняння теплопровідності; гра-
фічного методу; методу регресивного аналізу.
Однак, в даному стандарті методи обробки експе-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 63
Тепло- и массообменные процессы
риментальних даних подано в загальному вигляді,
неоднозначно визначено їх алгоритм, є багато пи-
тань, на які в стандарті не можна знайти відповіді.
Через це на практиці неможливо адекватно їх реа-
лізувати.
qвн=0 Тп
α*
ε
х
0 x1 x2
bм bп
1 2
Рис. 1. Теплова схема конструкції:
1 - метал; 2 – вогнезахисне покриття.
Враховуючи вищенаведене та з метою отри-
мання достовірних та відтворюваних результатів з
визначення вогнезахисної здатності покриттів для
металевих конструкцій, має бути розроблений
відповідний стандарт з урахуванням вимог євро-
пейського стандарту ENV 13381-4:2002.
Під час виконання цієї роботи передбачаються
дослідження з метою визначення алгоритмів об-
робки експериментальних даних. Під час цих до-
сліджень буде застосовано розрахунково-
експериментальний метод, який засновано на ма-
тематичному моделюванні процесів теплопровід-
ності в конструкції за умов “стандартної пожежі”.
Методика розв’язання задачі з визначення межі
вогнестійкості конструкцій складається з наступ-
них етапів:
- змістовна постановка задачі;
- опис об’єкта моделювання;
- вибір математичної моделі процесу теплопро-
відності в конструкції за умов “стандартної по-
жежі”;
- визначення (вибір із літературних джерел) теп-
лофізичних характеристик матеріалів конструк-
ції;
- розв’язання прямої задачі теплопровідності;
- аналіз результатів розрахунку.
Моделювання процесу теплопровідності підчас
випробувань на вогнестійкість несучих металевих
конструкцій, що мають одношарове вогнезахисне
покриття, здійснюється наступним чином. Як фі-
зичну модель такого типу будівельної конструкції
приймаємо необмежену двошарову плоску плас-
тину (рис. 1), яка складається з металевої стінки 1
та вогнезахисного покриття 2. Параметрами плас-
тини є товщина металу bм, товщина вогнезахисно-
го покриття bп та теплофізичні характеристики
матеріалів пластини - коефіцієнт теплопровідності
λ та питома теплоємність Сv.
Математична модель теплопровідності в дво-
шаровій конструкції представляється у вигляді:
( ) ( ) ⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
x
T Tx,
x
=
t
T Тx,
∂
∂λ
∂
∂
∂
∂
vc (4)
( )20 x ; = , x T T x t≤ ≤ .
vм 1
vп 1 2
, 0
=
, v
c x
c
c x x
≤ ≤⎧
⎨ < ≤⎩
x
x
;
1
1 2
, 0
,
М
п
x x
x x x
λ ≤ ≤⎧
λ = ⎨λ < ≤⎩
.
Початкові умови:
T (x, 0) = T0. (5)
Граничні умови:
( )0,
0М
T t
x
∂
λ =
∂
. (6)
( ) ( ) ( )(2 *
п п 2
,
, 0
T x t
T t T x t
x
∂ )λ + α − =
∂
. (7)
*α =
( ) ( )
0
к
2
α +
- , tс
C
T t T x
ε
⋅
( ) ( )4 4
2, t
-
100 100
sT t T x⎧ ⎫⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎪ ⎪⋅⎨ ⎬⎢ ⎥ ⎢ ⎥
⎣ ⎦ ⎣ ⎦⎪ ⎪⎩ ⎭
(8)
Розв'язуванням прямої задачі теплопровідності
визначається залежність температури пластини
від координати і часу. За цими даними встанов-
люється час від початку вогневої дії за стандарт-
ним температурним режимом до досягнення на
поверхні металевої стінки (при х = 1) граничної
температури Тдоп, яка дорівнює 500 ºС. Такі роз-
рахунки проводяться для ряду значень товщин bм,
64 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6
Тепло- и массообменные процессы
bп та теплофізичних характеристик вогнезахисно-
го покриття λп, Сvп, які задаються сталими
значеннями.
Висновок
Отримані значення термометрування та меж
вогнестійкості для конструкцій, що мають різну
товщину покриття та зведену товщину металу,
будуть використовуватися як вхідні дані при
опрацюванні алгоритмів визначення вогнезахис-
ної здатності покриття методами, що зазначено в
ENV 13381-4:2002.
ЛІТЕРАТУРА
1. ДСТУ Б В.1.1-4-98 Захист від пожежі. Будівельні конс-
трукції. Методи випробувань на вогнестійкість. Загальні
вимоги.
Получено 02.11.2004 р.
УДК 629.12.03
РЫЖКОВ А.С. (МЛ.)
Научно-исследовательский институт проблем экологии и энергосбережения
Национального университета кораблестроения им. адмирала Макарова
ИССЛЕДОВАНИЕ УЛАВЛИВАНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ
В НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ
КОАГУЛЯТОРАХ ТИПА ТРУБЫ ВЕНТУРИ
Розроблена робоча ділянка та вико-
нано дослідження впливу перепаду тем-
ператур на ефективність очищення га-
зових викидів від аерозолів в не-
ізотермічних гідродинамічних коагулято-
рах типу труби Вентурі. Визначено
вплив температури, ступеню зрошення
та швидкості потоку на ефективність
очищення. Надбавка за рахунок тепло-
вого ефекту до мікрочасток, що вловле-
но, складає 20...30%.
Разработан рабочий участок и вы-
полнено исследование влияния перепа-
да температур на эффективность очист-
ки газовых выбросов от аэрозолей в не-
изотермических гидродинамических коа-
гуляторах типа трубы Вентури. Опреде-
лено влияние температуры, степени
орошения и скорости потока на эффек-
тивность очистки. Надбавка за счет теп-
лового эффекта к улавливанию микро-
частиц составляет 20…30%.
Experimental installation is developed
and research of influence of temperature
differences on efficiency of gas clearing
from aerosol emissions in none isothermal
hydrodynamic coagulators of pipe Venturi
type is executed. Temperature influences,
a degree of an irrigation and speed of a
stream on efficiency of clearing is deter-
mined. The extra charge due to thermal
effect of micro particles catching makes
20… 30 %.
С, С Свх , вых – концентрация аэрозольных частиц −
общая, на входе и выходе из установки, мг/м ; 3
Сул – изменение концентрации аэрозоля в иссле-
дуемом элементе, мг/м3;
Gв – расход очищаемого газа, м3/с (м3/ч);
gо – количество орошаемого масла, кг/ч;
gпр – расход воздуха в период забора пробы через
аспиратор, л/мин;
gул – количество уловленного масла, кг/ч;
mвх, mвых – масса фильтров до и после пробы, мг;
t – температура, С; о
ηΣ – коэффициент суммарной эффективности
очистки, %;
– аэродинамическое сопротивление, Па; p∆
τ – время, мин.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 6 65
|