Основные положения методики огневых испытаний

Условия огневых испытаний имитируют тепловое воздействие на фасад здания факела пламени из окна помещения с очагом пожара и учитывают возможное влияние конструкции стены и (или) отделки, а также системы утепления на распространение опасных факторов пожара.

Принятая в стандарте /10/ классификация по пожарной опасности и условия испытаний относятся к зданиям, отвечающим следующим показателям:

а) величина пожарной нагрузки в помещениях не превышает 700 МДж/м² (50 кг/м² в пересчете на древесину), а условная продолжительность пожара t_п, мин, определяемая соотношением (1), не превышает 35 мин:

; (1)

где G — общее количество пожарной нагрузки в любом помещении с оконным проемом, МДж; А — общая площадь проемов в помещении, м²; , м; h_i — высота i-го проема, м; i = 1...п; п — число проемов в помещении;

б) расстояние между верхом окна и подоконником окна вышележащего этажа не менее 1,2 м;

в) общее количество горючих материалов, составляющих систему утепления или отделку, не превышает 200 МДж на м² поверхности стены без учета площади оконных и дверных проемов.

Принятые параметры охватывают практически все жилые и большинство общественных зданий. В случае несоответствия принятым параметрам (например, склады, библиотеки) принимаются решения о проведении испытаний на фрагментах зданий с учетом требований НПБ 233-96 «Здания и фрагменты зданий. Метод натурных огневых испытаний. Общие требования» /11/.

Огневые испытания проводятся на установке, состоящей из печи с открытым проемом, позволяющим совместно с фрагментом стены имитировать оконный проем в наружной стене здания, фрагмента стены и приспособления для крепления фрагмента стены на печи; при этом размеры открытого проема печи должны быть не менее размеров оконного проема фрагмента стены. Фрагмент стены должен быть выполнен из негорючих материалов (бетона, железобетона или кирпича) плотностью не менее 600 кг/м³ и иметь механические характеристики, позволяющие крепить к нему элементы системы утепления и отделки.

Схема установки со смонтированным образцом системы утепления приведена на рис. 1, 2. Параметры установки выбирались в результате анализа огневых испытаний фрагмента трехэтажного здания и практически совпадают между собой /9/.

Условия огневых испытаний по контролируемому температурному режиму не совпадают с традиционным температурным режимом, используемым при стандартных испытаниях на огнестойкость и конструктивную пожарную опасность для внутренних строительных конструкций /10/. Это связано с тем, что условия тепловых нагрузок для наружных стен с внешней стороны отличаются от тепловых нагрузок внутри помещения.

Значения тепловой нагрузки на поверхности конструкции контролируется тепломерами (датчиками тепловых потоков) Д1 и Д2 (рис. 1, 2) и также являются нормативными параметрами, определяющими условия и результаты испытаний.

Температура Т, регистрируемая термопарой (термоэлектрическим преобразователем) 1, должна соответствовать данным, приведенным в табл. 1.

Таблица 1

Нормативные значения температуры при проведении испытаний по ГОСТ 3151-2003

Значение температуры, контролируемой термопарой 1, является мерой кинетической энергии газа, выходящего из очага пожара. Тепломерами Д1 и Д2 контролируется та часть энергии газовой среды, которая воздействует на поверхность конструкции, являясь для нее тепловой нагрузкой.

Среднее значение плотности поглощенного теплового потока, регистрируемого тепломером Д1 в непрерывном интервале времени от 7 до 25 мин калибровки, должно составлять 12,5 ± 2,5 кВт/м² и ни в какой момент времени не должно превышать 20 кВт/м².

В процессе калибровки регистрируют условия сжигания топлива, а также показания термопар 1—7 и тепломеров Д1 и Д2. Регистрация показаний термопар и тепломеров при калибровке должна осуществляться не реже чем через 60 и 10 с (1 и 0,167 мин), соответственно.

Для определения наличия теплового эффекта при испытании конструкций устанавливают контрольные показания термопар 3—6 путем увеличения зафиксированных при калибровке показаний на величину допускаемого отклонения, указанного в табл. 1.

По результатам калибровки для тепломеров Д1 и Д2 строят зависимости «плотность поглощенного теплового потока q_ik, кВт/м², — время t, мин, от момента начала калибровки» и определяют удельное поглощенное количество тепла Q_ik, кДж/м² по формуле

, (2)

где индекс i — порядковый номер тепломера, t = 0—45 мин; Dt — интервал времени регистрации показаний тепломеров, мин.

Пожарная опасность навесной фасадной системы определяется:

а) наличием теплового эффекта от горения или термического разложения материалов образца, который выражается в превышении контрольных показаний хотя бы одной из факельных термопар 3— 6 (рис. 1, 2). При этом учитывают только превышения с непрерывной продолжительностью более 2 мин и в интервале времени от 7 до 35 мин. Определяют интервалы времени, в пределах которых при испытании зафиксированы такие превышения, и рассчитывают значение теплового эффекта P_i, %, по формуле

, (3)

где индекс i — порядковый номер тепломера; индекс j = 1...n, где п — количество интервалов времени «t_1j-t_2j» в пределах которых наблюдается наличие теплового эффекта, зафиксированное факельными термопарами; Q_ik — значение удельного поглощенного количества тепла при калибровке установки, кДж/м², определяемое по формуле (2); q_i и q_ik — значения плотности поглощенного теплового потока, кВт/м², зафиксированные соответствующим тепломером при испытании и калибровке установки соответственно; Dt — интервал времени регистрации плотности поглощенного теплового потока, мин;

б) возникновением вторичных источников зажигания непрерывно в течение не менее 5 с;

в) обрушением хотя бы одного элемента конструкции или его части массой 1,0 кг и более, определяемой как произведение плотности материала, площади его обрушения и толщины;

г) размером повреждения материалов образца.

Системы утепления, отделка и стены, в том числе с системой утепления или отделкой, подразделяются на классы пожарной опасности в соответствии с табл. 2 по наименее неблагоприятному показателю.

Таблица 2

Определение класса пожарной опасности систем наружного утепления