Тепловий стан сталевих конструкцій з комбінованою системою вогнезахисту в умовах вогневого впливу

Автор(и)

  • Serhii Novak Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту вул. Рибальська, 18, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0001-7087-318X
  • Varvara Drizhd Науково-виробниче підприємство «Спецматеріали» вул. Тельмана, 12, м. Бориспіль, Україна, 08304, Україна https://orcid.org/0000-0003-2507-7007
  • Oleksandr Dobrostan Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту вул. Рибальська, 18, м. Київ, Україна, 01011, Україна https://orcid.org/0000-0001-8908-0729

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206373

Ключові слова:

вогнезахисний матеріал, критична температура сталі, сталева конструкція, система вогнезахисту, вогневий вплив

Анотація

Враховуючи необхідність мінімізації масо-габаритних показників сталевих конструкцій, актуальним є питання про ефективність застосування для них комбінованої системи вогнезахисту. У статті досліджувався тепловий стан сталевих конструкцій з такою системою вогнезахисту в умовах вогневого впливу за стандартним температурним режимом згідно з ДСТУ Б В.1.1-4-98*. У експериментальних зразках використовували сталеві пластини квадратної форми зі стороною 500 мм і товщиною 5 мм та 10 мм. Проведеним дослідженням встановлено особливості залежностей температури сталевих конструкцій з пасивним і реактивним вогнезахисними матеріалами двох торгових марок від тривалості вогневого впливу.

Встановлено, що ці залежності для сталевих конструкцій з комбінованою, пасивною і реактивною системами вогнезахисту мають монотонно зростаючий характер. Максимальні значення тривалості вогневого впливу мають місце для експериментальних зразків, які мають товщину сталевої пластини 10 мм, для критичної температури сталі 600 °С. Вони становлять 111 хв, 101 хв, 55 хв відповідно для комбінованої, пасивної і реактивної систем вогнезахисту.

Встановлено, що для комбінованої системи вогнезахисту закономірним є підвищення тривалості досягнення критичної температури сталі порівняно до пасивної та реактивної систем вогнезахисту. Це обумовлене ефективним поєднанням фізико-хімічних властивостей пасивного і реактивного вогнезахисних матеріалів.

Для тривалості вогневого впливу до 79 хв значення тривалості досягнення критичної температури сталі для комбінованої системи вогнезахисту перевищує суму тривалостей її досягнення, які мають місце для пасивної і реактивної систем вогнезахисту. Це свідчить про ефективність комбінованої системи у цьому діапазоні тривалості вогневого впливу.

З підвищенням тривалості вогневого впливу має місце зниження ефективності комбінованої системи вогнезахисту

Біографії авторів

Serhii Novak, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту вул. Рибальська, 18, м. Київ, Україна, 01011

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-випробувальний центр

Varvara Drizhd, Науково-виробниче підприємство «Спецматеріали» вул. Тельмана, 12, м. Бориспіль, Україна, 08304

Кандидат технічних наук

Oleksandr Dobrostan, Інститут державного управління та наукових досліджень з цивільного захисту вул. Рибальська, 18, м. Київ, Україна, 01011

Кандидат технічних наук

Науково-випробувальний центр

Посилання

  1. Regulation (EU) No. 305/2011 of the European Parliament and of the Council of 9 March 2011 laying down harmonised conditions for the marketing of construction products and repealing Council Directive 89/106/EEC. Available at: https://eur-lex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/?uri=celex%3A32011R0305
  2. Tekhnichnyi rehlament budivelnykh vyrobiv, budivel i sporud (2006). Ofitsiynyi visnyk Ukrainy, No. 51, st. 3415.
  3. DBN V.1.2-7-2008. Systema zabezpechennia nadiynosti ta bezpeky budivelnykh obiektiv. Osnovni vymohy do budivel i sporud. Pozhezhna bezpeka. Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 31.
  4. ETAG No. 018-1:2004. Guideline for european technical approval of fire protective products. Part 1: General. Available at: https://itec.es/certificacion/files/etag-018-part-1-april-2013.pdf
  5. ETAG No. 018-2:2013. Guide for the European technical approval of fire protective products. Part 2: Reactive coatings for fire protection of steel elements.
  6. ETAG No. 018-3:2013. Guide for the European technical approval of fire protective products – Part 3: Renderings and rendering kits intended for fire resisting applications. Available at: http://www.itb.pl/g/f/NDY1
  7. ETAG No. 018-4:2011. Guideline for european technical approval of fire protective products. Part 4: Fire protective board, slab and mat products and kits. Available at: https://www.itb.pl/g/f/NDY2
  8. DSTU EN 13501-2:2016. Fire classification of construction products and building elements. Part 2: Classification using data from fire resistance tests, excluding ventilation services (EN 13501-2:2007+A1:2009, IDT) (2016). Kyiv: DP «UkrNDNTs», 80.
  9. EAD 350454-00-1104. Fire stopping and fire sealing products. Penetration seals. Available at: https://www.eota.eu/handlers/download.ashx?filename=ead-in-ojeu%2Fead-350454-00-1104-ojeu2017.pdf
  10. EN 1365-3:1999. Fire resistance tests for loadbearing elements – Part 3: Beams (1999). European committee for standardization.
  11. EN 1365-4:1999. Fire resistance tests for loadbearing elements – Part 4: Columns (1999). European committee for standardization.
  12. EN 1993-1-2:2005 Eurocode 3: Design of steel structures – Part 1-2: General rules – Structural fire design (2005). European committee for standardization.
  13. EN 13381-4:2013. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members – Part 4: Applied passive protection to steel members (2013). European committee for standardization.
  14. EN 13381-8:2013. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members – Part 8: Applied reactive protection to steel members (2013). European committee for standardization.
  15. Kalafat, K., Vahitova, L. (2017). Katalog sredstv ognezashchity stal'nyh konstruktsiy 2017. Kyiv: UTSSS, NPP Interservis, 94.
  16. Pronin, D. G. (2015). Ognestoykost' stal'nyh nesushchih konstruktsiy. Moscow, 52.
  17. Vahitova, L. N., Kalafat, K. V. (2015). Osnovy ognezashchity stal'nyh konstruktsiy. Promyslove budivnytstvo ta inzhenerni sporudy, 2, 23–27.
  18. Vandersall, H. L. (1971). Intumescent Coating Systems, Their Development and Chemistry. Journal of Fire and Flammability, 2, 97–140.
  19. Horaceck, H., Pieh, S. (2000). The importance of intumescent systems for fire protection of plastic materials. Polymer International, 49, 1106–1114. doi: https://doi.org/10.1002/1097-0126(200010)49:10<1106::aid-pi539>3.0.co;2-i
  20. Gillet, M., Autrique, L., Perez, L. (2007). Mathematical model for intumescent coatings growth: application to fire retardant systems evaluation. Journal of Physics D: Applied Physics, 40 (3), 883–899. doi: https://doi.org/10.1088/0022-3727/40/3/030
  21. De Silva, D., Bilotta, A., Nigro, E. (2019). Experimental investigation on steel elements protected with intumescent coating. Construction and Building Materials, 205, 232–244. doi: https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.01.223
  22. Andersen, J. (2015). Experimental study of the thermal resistance of intumescent coatings exposed to different heating rates. Copenhagen.
  23. Li, G.-Q., Zhang, C., Lou, G.-B., Wang, Y.-C., Wang, L.-L. (2011). Assess the Fire Resistance of Intumescent Coatings by Equivalent Constant Thermal Resistance. Fire Technology, 48 (2), 529–546. doi: https://doi.org/10.1007/s10694-011-0243-8
  24. Wang, L., Dong, Y., Zhang, C., Zhang, D. (2015). Experimental Study of Heat Transfer in Intumescent Coatings Exposed to Non-Standard Furnace Curves. Fire Technology, 51 (3), 627–643. doi: https://doi.org/10.1007/s10694-015-0460-7
  25. Zhang, Y., Wang, Y. C., Bailey, C. G., Taylor, A. P. (2012). Global modelling of fire protection performance of an intumescent coating under different furnace fire conditions. Journal of Fire Sciences, 31 (1), 51–72. doi: https://doi.org/10.1177/0734904112453566
  26. Song, Q.-Y., Han, L.-H., Zhou, K., Feng, Y. (2018). Temperature distribution of CFST columns protected by intumescent fire coating. Ninth International Conference on Advances in Steel Structures (ICASS’2018). doi: https://doi.org/10.18057/icass2018.p.164
  27. DSTU B V.1.1-4-98* Zakhyst vid pozhezhi. Budivelni konstruktsiyi. Metody vyprobuvan na vohnestiikist. Zahalni vymohy (2005). Kyiv: Derzhbud Ukrainy, 19.
  28. Plita Thermatex Feinfresko (Faynfresko) AMF-Knauf. Available at: https://potolok777.ru/feinfresko-amf
  29. TU U 13481691.005-2001. Sumishi dlia vohnezakhysnykh pokryttiv «Endoterm 400201», «Endoterm 400202», «Endoterm 650202», «Endoterm 250103». Tekhnichni umovy (2001). Donetskyi tsentr standartyzatsiyi, metrolohiyi ta sertyfikatsiyi, 24.
  30. DSTU-N-P B V.1.1-29:2010. Fire protection. Fire retardant treatment of building constructions. General requirements and methods of controlling (2011). Kyiv: Minrehionbud Ukrainy, 9.
  31. Novak, S., Dobrostan, O., Dolishnii, Y., Ratushnyi, O. (2017). Evaluation of convergence the results of experimental determination of duration of fire influence to achieve the critical temperature of steel. Naukovyi visnyk: Tsyvilnyi zakhyst ta pozhezhna bezpeka, 2 (4), 67–72.

##submission.downloads##

Опубліковано

2020-06-30

Як цитувати

Novak, S., Drizhd, V., & Dobrostan, O. (2020). Тепловий стан сталевих конструкцій з комбінованою системою вогнезахисту в умовах вогневого впливу. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 3(10 (105), 17–25. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.206373

Номер

Том 3 № 10 (105) (2020): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2020 Serhii Novak, Varvara Drizhd, Oleksandr Dobrostan

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.