ТР-5043. Огнестойкость остеклённых фасадов: обзор зарубежных источников

ТР-5043

ОГНЕСТОЙКОСТЬ

ОСТЕКЛЕННЫХ ФАСАДОВ

Обзор зарубежных источников

СИТИС

Строительные Информационные Технологии и Системы www.sitis.ru

ТР-5043.

Огнестойкость остекленных фасадов

Обзор зарубежных источников

Редактор:

Грачев В.Ю.

Переводчики:

Борноволокова Е. А.

Патрушева Н. А.

Слепушкин В. А.

ООО «СИТИС»

620028 Екатеринбург, ул. Долорес Ибаррури, 2

Тел: 310-00-99 e-mail: support@sitis.ru www.sitis.ru

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 2

СОДЕРЖАНИЕ

Предисловие

Обзор источников

Термины и определения

Словарь терминов

EN 1363–1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТАНИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Применение результатов испытаний

Стендовое оборудование и его применение

Условия проведения испытаний

Испытываемые образцы

Установка испытываемого образца

Предварительная обработка

Порядок проведения испытаний

Эксплуатационные показатели

Протокол испытания

EN 1363–2. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ НА

ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Альтернативные температурные режимы

Испытание на удар

Измерение теплового излучения

ENV 1363–3. ПРОВЕРКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕЧЕЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

...

Измерительные элементы

Установка измерительного элемента

Применение контрольно-измерительного оборудования

Порядок проведения испытаний

Критерии проверки

Протокол испытания

Дополнительные измерения

EN 1364–1. ИСПЫТАНИЯ НЕНЕСУЩИХ СТЕН НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Стендовое оборудование и его применение

Условия проведения испытаний

Испытываемые образцы

Установка испытываемого образца

Предварительная обработка

Порядок проведения испытаний

Эксплуатационные показатели

Протокол испытания

Сфера прямого применения результатов испытаний

Особые требования к испытанию остекленных элементов или ненесущих стен c остеклением prEN 15254-4. РАСШИРЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ. НЕНЕСУЩИЕ

СТЕНЫ. ОСТЕКЛЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Общие принципы

Общие правила

Изменение системы остекления

Изменение каркасной системы

Изменение огнестойкого остекленного элемента

Примеры

Расчет теплового излучения

EN 1364–3. ИСПЫТАНИЯ НАВЕСНЫХ ФАСАДОВ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ (ПОЛНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ, ПОЛНАЯ

СБОРКА)

Стендовое оборудование и его применение

Условия проведения испытаний

Испытываемые образцы

Установка испытываемого образца

Предварительная обработка

Порядок проведения испытаний

Эксплуатационные показатели

Протокол испытания

Сфера прямого применения результатов испытаний

Испытание навесных фасадов (полная конфигурация)

EN 1364–4. ИСПЫТАНИЯ НАВЕСНЫХ ФАСАДОВ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ (ЧАСТИЧНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ)

Стендовое оборудование и его применение

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 3

Условия проведения испытаний

Испытываемые образцы

Установка испытываемого образца

Предварительная обработка

Порядок проведения испытаний

Эксплуатационные показатели

Протокол испытания

Сфера прямого применения результатов испытаний

Испытание навесных фасадов (частичная конфигурация)

Описание стандартных конфигураций

LPR 11. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОГНЯ В МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДАНИЯХ С ОСТЕКЛЕННЫМИ НАВЕСНЫМИ ФАСАДАМИ

...

Обзор типовых форм навесных фасадных систем

Методология эксперимента

Экспериментальная работа

Сводная таблица результатов

Заключение

Список литературы

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 4

ПРЕДИСЛОВИЕ

Вопросы нормирования и оценки огнестойкости остекленных фасадов и перегородок являются актуальны ми при проектировании и строительстве современных зданий. При этом спектр отечественных нормативных документов, методик и руководств освещает эти вопросы не очень широко, а соответствующая зарубежная нормативная и техническая литература представлена фрагментарно.

Цель данного обзора представить вниманию специалистов дополнительную информацию по вопросам ог нестойкости остекленных фасадов. Возможно, это окажет содействие при оценке возможных решений и на правлений исследований.

Обзор не претендует на всеобъемлющее и объективное описание данной проблематики, а является только изложением информации по теме из источников, которые были доступны авторам. Информация дается только по литературе на английском языке, литература на других языках в подборке источников отсутствует.

Коллектив авторов

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 5

ОБЗОР ИСТОЧНИКОВ

Обзор зарубежных источников «Огнестойкость остекленных фасадов» составлен на основе европейских стандартов по проведению испытаний на огнестойкость, включая следующие источники:

− общие требования к проведению испытаний (EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования»);

− особые требования к проведению испытаний (EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтер нативные и дополнительные процедуры»);

− требования к печам для проведения испытаний на огнестойкость (ENV 1363-3 «Испытания на огнестой кость. Часть 3: Проверка эксплуатационных характеристик печей»);

− требования к проведению испытаний на огнестойкость ненесущих конструкций, а именно: ненесущих стен

и остекленных фасадов (EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Сте ны», prEN 15254-4 «Расширенное применение результатов испытаний на огнестойкость. Ненесущие сте ны. Часть 4: Остекленные конструкции», EN 1364-3 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость.

Часть 3: Навесные фасады. Полная конфигурация (полная сборка)», EN 1364-4 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 4: Навесные фасады. Частичная конфигурация»).

В тексте сохранены порядок изложения и стилистика европейских стандартов и приведены комментарии в сравнении с российскими нормативными документами (ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования»). Комментарии выделены курсивом. Следует отметить, что сравниваемая информация по общим требованиям к проведению испытаний на огнестойкость из стандарта

ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования» была гармонизирована со стандартом Международной организации по стандартизации ISO 834-1 «Испытания на огнестойкость. Строительные конструкции. Часть 1: Общие требования» 1975 года выпуска, в то время как соответствующая информация в представленных в обзоре европейских стандартах соотносится с более со временной версией стандарта ISO 834-1, выпущенной в 1999 году.

Помимо вышеперечисленных стандартов обзор зарубежных источников включает в себя данные из отчета

Совета по предотвращению убытков (Loss Prevention Council), составленного для Ассоциации британских стра ховщиков и Страховой ассоциации Ллойда (LPR-11 «Распространение огня в многоэтажных зданиях с остек ленными навесными фасадами»), в котором приводятся результаты 11 испытаний, проведенных с целью из мерения способности навесных фасадных систем препятствовать распространению огня на вышележащие этажи и прилегающие здания.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 6

ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Базовое испытание (reference test) – испытание на огнестойкость в соответствии со стандартом EN 1364-

1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены», и, если необходимо, со стандартом

EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры», на котором основано расширенное применение, и результаты которого используются в качестве основного источника данных для расширенного применения. Базовое испытание может также использоваться как испытание начального

типа в целях присвоения огнестойкому стеклу знака соответствия европейским стандартам. Базовое испытание предоставля ет данные для определения соответствия эксплуатационным показателям (например, целостности или теплоизоляционной способности и целостности), максимальной площади оконного стекла и размеров огнестойкого стекла, разрешенным изменениям размеров каркасной системы, максимальным размерам огнестойкого остекленного элемента для каждого типа материала каркаса, изменениям системы остекления. [prEN 15254-4]

Вертикальный импост (mullion) – вертикальный элемент каркасной конструкции навесного фасада, разделяющий два смежных оконных стекла или панели, и поддерживающий смежные элементы заполнения, зоны остекления, панели или двери. [EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1364-4]

Время превышения нормы (overrun time) – период времени огнестойкости (в минутах), превысивший время огнестойкости по классификации согласно результатам базового испытания, являющийся предметом расширенного применения. [prEN 15254-4]

Горизонтальный импост (transom) – горизонтальный элемент каркасной конструкции навесного фаса да, разделяющий два смежных оконных стекла или панели, и поддерживающий смежные элементы заполне ния, зоны остекления, панели или двери. [EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1364-4]

Данные предыдущих испытаний (historical test data) – данные, полученные в результате испытаний

на огнестойкость, проведенных в соответствии с предшествующими или текущими национальными стандарта ми, основанные на кривой «температура – время», по аналогии с той, что описана в стандарте EN 1363-1

«Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» (и определена в стандарте ISO 834-1 «Испытания

на огнестойкость. Строительные конструкции. Часть 1: Общие требования»), в ходе которых регистрирова лось давление в печи. Если же давление в печи не регистрировалось в ходе подобных испытаний, как указано

в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования», следует обратить внима ние на оценку целостности. Данные предыдущих испытаний считаются пригодными при условии, что с момен та их получения изделие не претерпело изменений. [prEN 15254-4]

Дискретная(ые) зона(ы) (discrete area(s)) – часть(и) общей поверхности конструкции, исключая раму, стыковые соединения и т.п., которые могут иметь иную пожарно-изоляционную характеристику. [EN 1363-1]

Измерительный элемент (measuring element) – устройство для измерения теплового воздействия в печи при проведении испытаний на огнестойкость. [ENV 1363-3]

Изолированная ненесущая стена (insulated non-loadbearing wall) – стена с остеклением или без него, соответствующая показателям целостности и теплоизолирующей способности на ожидаемый период огнестойкости. [EN 1364-1]

Изолированное остекление (insulated glazing) – огнестойкое остекление, соответствующее показате лям целостности и теплоизолирующей способности на ожидаемый период огнестойкости. [EN 1364-1]

Испытательная нагрузка (test load) – нагрузка, прилагаемая к испытываемому образцу. [EN 1363-1]

Испытательная рама (test frame) – рама, на которой закреплена испытываемая конструкция, с целью помещения её в печь. [EN 1363-1]

Испытываемая конструкция (test construction) – а) испытываемый образец, вмонтированный в опор ную конструкцию [EN 1363-1]; б) сочетание измерительных элементов с опорной конструкцией. [ENV 1363-3]

Испытываемый образец (test specimen) – элемент (или часть) строительной конструкции, предназна ченный для определения его огнестойкости или его влияния на огнестойкость другого строительного элемен та. [EN 1363-1]

Каркасная система (framing system) – профиль каркаса и крепления к опорной конструкции (напри мер, стена). [prEN 15254-4]

Коэффициент пропорциональности (aspect ratio) – отношение высоты оконного стекла к его шири не. [EN 1364-1]

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 7

Кривая огневого воздействия извне (external fire exposure curve) – альтернативный режим нагре ва, используемый для моделирования огневого воздействия на стену извне. [EN 1364-4]

Межоконная панель (spandrel panel) – панель в пределах межоконного пространства. [EN 1364-4]

Межоконное пространство (spandrel area) – пространство навесного фасада между двумя горизон тальными зонами, обычно между остеклением, маскирующим край плиты перекрытия. [EN 1364-4]

Механическая прочность (mechanical stability) – способность выдерживать вес элемента навесного фасада, отпавшего от образца в результате повреждения крепления. [EN 1364-4]

Навесной фасад (curtain wall(walling)) – обычно состоит из соединенных между собой и закрепленных на опорной конструкции здания вертикальных и горизонтальных элементов, заполненных для формирования

легковесной, ограждающей пространство сплошной облицовки, которая отдельно или в сочетании с конструк цией здания выполняет все обычные функции наружной стены, но не обеспечивает несущих характеристик здания. [EN 1364-3, EN 1364-4]

Надоконная панель (downstand) – особый тип межоконной панели, направленной от перекрытия вниз,

включая или исключая пространство перед перекрытием. Прим. Термин «надоконная панель» взят из россий ской практики, поскольку он отражает смысл английского термина «downstand», хотя и не является его бук вальным переводом. [EN 1364-4]

Негерметичность (smoke leakage) – способность элемента конструкции сокращать проникновение го рячих и/или холодных газов или дыма с одной стороны элемента на другую до уровней ниже тех, что были заданы. [EN 1363-1]

Неизолированная ненесущая стена (uninsulated non-loadbearing wall) – стена, соответствующая показателям целостности и, если требуется, теплоизлучения на ожидаемый период огнестойкости, но не обеспечивающая теплоизоляцию. Такая ненесущая стена может полностью состоять из огнестойкого неизо лированного остекления. [EN 1364-1]

Неизолированное остекление (uninsulated glazing) – огнестойкое остекление, соответствующее по казателям целостности и, если требуется, теплоизлучения на ожидаемый период огнестойкости, но не обес печивающее теплоизоляцию. [EN 1364-1]

Ненесущая внутренняя стена (internal non-loadbearing wall) – стена с остеклением или без него, являющаяся преградой огню. Может отдельно подвергаться огневому воздействию с любой стороны. [EN

1364-1]

Ненесущая наружная стена (non-loadbearing external wall) – стена, формирующая наружную огра ждающую конструкцию здания, отдельно подвергающаяся огневому воздействию изнутри или извне; навес ной фасад является специфичным примером ненесущей наружной стены. [EN 1364-1, EN 1364-4]

Ненесущая стена (non-loadbearing wall) – стена, не рассчитанная на несение дополнительной нагруз ки, за исключением собственного веса. [EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1364-4]

Несущая конструкция (loadbearing element) – конструкция, принимающая на себя внешнюю нагрузку в здании и выдерживающая её при пожаре. [EN 1363-1]

Несущая способность (loadbearing capacity) – способность испытываемого образца несущей конст рукции выдерживать испытательную нагрузку, где это необходимо, не превышая при этом заданные показа тели с учётом степени и нормы отклонения. [EN 1363-1]

Обогреваемая поверхность (exposed face) – сторона конструкции, которую в ходе испытания подвер гают тепловому воздействию. [EN 1363-1]

Огнестойкое изолированное остекление (fire-resistant insulated glazing) – огнестойкое остекле ние, соответствующее показателям целостности и теплоизолирующей способности на ожидаемый период ог нестойкости. [EN 1364-3, EN 1364-4]

Огнестойкое неизолированное остекление (fire-resistant non-insulated glazing) – огнестойкое ос текление, соответствующее показателям целостности и, если требуется, теплоизлучения на ожидаемый пери од огнестойкости, не обеспечивающее теплоизоляцию. [EN 1364-3, EN 1364-4]

Огнестойкое остекление (fire-resistant glazing) – система остекления, состоящая из одного или более прозрачных или полупрозрачных оконных стекол с соответствующим методом крепления, например, рамами,

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 8 уплотнителями и крепежными материалами, соответствующая требуемым показателям огнестойкости. [EN

1364-1, EN 1364-3, EN 1364-4]

Огнестойкое стекло (fire-resistant glass) – изделие из стекла, монолитный, многослойный или тепло изоляционный стеклопакет, который при использовании в огнестойких остекленных элементах может быть классифицирован в соответствии со стандартом EN 13501-2 «Классификация строительных продуктов и типов конструкций по их противопожарным характеристикам - Часть 2: Классификация с результатами испытаний на огнестойкость». Теплоизоляционный стеклопакет не следует путать с огнестойкими остекленными элементами с теплоизоляцией. [prEN 15254-4]

Ограничитель (restraint) – ограничение расширения или вращения (вызванного тепловым и/или меха ническим воздействиями) возможное в данных условиях на концах, краях или опорах испытываемого образца.

Ограничители бывают продольными, поперечными и ротационными. [EN 1363-1]

Оконное стекло (pane) – одно стекло. [EN 1364-1, EN 1364-3, EN 1364-4]

Опорная конструкция (supporting construction) – конструкция, необходимая для испытания некото рых строительных элементов, в которую вмонтирован испытываемый образец, например: стена, в которой установлена дверь. [EN 1363-1]

Опорное перекрытие (supporting floor) – образец перекрытия, формирующий часть стендового обору дования для закрепления испытываемого образца навесного фасада и установки горизонтального продольно го уплотнителя. [EN 1364-4]

Остекленные элементы (glazed elements) – элементы конструкции, состоящие из одного или более оконных (светопрозрачных) стекол, монтируемых в раму при помощи креплений и уплотнителей. [EN 1364-1,

EN 1364-3]

Отклонение (deflection) – движение, связанное со структурным или тепловым воздействием. [EN 1363-

1]

Оценка огнестойкости (fire performance (rating)) – классифицирование огнестойкого остекленного

элемента в соответствии со стандартом EN 13501-2 «Классификация строительных продуктов и типов конст рукций по их противопожарным характеристикам - Часть 2: Классификация с результатами испытаний на ог нестойкость» с учетом целостности, теплового излучения и теплоизолирующей способности (E, EW или EI).

[prEN 15254-4]

Плоскость нейтрального давления (neutral pressure plane) – высота, на которой давление внутри печи равно наружному давлению. [EN 1363-1]

Подоконная панель (upstand) – особый тип межоконной панели, направленной от перекрытия вверх,

включая или исключая пространство перед перекрытием. Прим. Термин «подоконная панель» взят из россий ской практики, поскольку он отражает смысл английского термина «upstand», хотя и не является его букваль ным переводом [EN 1364-4]

Подставка (plinth) – вид стандартной опорной конструкции, уменьшающей высоту проема за счет под нятия опоры для точного размещения испытываемого образца. [EN 1364-1]

Постоянная времени (time constant) – время, характерное для реакции системы на ступенчатое изме нение входной переменной: время, через которое характерное свойство процесса достигает 63% итогового изменения вследствие ступенчатого изменения. Определение выведено из реакции так называемой системы первого порядка на ступенчатое изменение. Это реакция в форме: ∆Y(t) = (1 – e-t/т).∆Y∞, где t - время, Y∞ - итоговое изменение Y. τ – постоянная времени. [ENV 1363-3]

Прилегающая стеновая конструкция (associated wall construction) – конструкция, закрывающая вертикальную часть печи на ожидаемый период огнестойкости. [EN 1364-3]

Разделяющая конструкция (separating element) – конструкция, отделяющая две прилегающие зоны здания друг от друга и сохраняющая это разделение при пожаре. [EN 1363-1]

Свечение (glowing) – видимое излучение при беспламенном горении материала. [EN 1363-1]

Семейство изделий из стекла (glass product family) – различные типы огнестойкого стекла, выпус каемого одним производителем, имеющие одинаковое описание изделия, одинаковые требования к установке, одинаковую классификацию огнестойкости и подвергающиеся системе управления производства одного и

того же предприятия. Теплоизоляционные стеклопакеты, многослойное стекло, высокопрочное стекло и армиро ванное стекло являются примерами разных семейств изделий из стекла. Альтернативные компоненты, применяемые в

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 9

производстве огнестойкого стекла, допустимы при следующих условиях: a) они изготовлены в соответствии с тем же стан дартом изделия, или b) имеются данные предыдущих испытаний, свидетельствующие о такой же или лучшей их ог нестойкости, или c) они подвергаются дополнительным правилам, приведённым в данном стандарте. Где не обходимо, эти компоненты могут включать стекло, промежуточные слои, покрытия, уплотнители, проставоч ные плиты и т.п. Данные предыдущих испытаний могут использоваться для доказательства того, что проме жуточные продукты можно считать членами одного семейства изделий из стекла. В этом случае данные должны быть основаны на аналогичных максимальных площадях и габаритах оконного стекла. [prEN 15254-4]

Семейство каркасных систем (frame product family) – разные типы отсеков каркаса, производимых одним производителем, имеющие одинаковые требования к установке, одинаковую классификацию огнестой кости и подвергающиеся системе управления производства одного и того же предприятия. [prEN 15254-4]

Система облицовки фасадов (over-cladding system) – система защиты от атмосферных воздействий, закрепляемая на наружной стене, иногда называемая дождевым экраном. [EN 1364-3, EN 1364-4]

Система остекления (glazing system) – все материалы, связанные с креплением стекла в раме и обеспе чивающие необходимый крепеж и герметичность (например, материалы остекления, штапики и их крепления, монтажные плиты, уплотнители). [prEN 15254-4]

Совмещённая конструкция (associated construction) – форма конструкции, требуемая для испытания некоторых типов испытываемых образцов (например, газобетонные плиты поверх балки). [EN 1363-1]

Стандартная конфигурация (standard configuration) – расположение компонентов навесного фасада в испытываемом образце со стандартными характеристиками для обеспечения использования расширенных правил применения результатов испытания. [EN 1364-4]

Стандартная опорная конструкция (standard supporting construction) – форма конструкции, пред назначенная для блокировки печи и поддержания испытываемой ненесущей стены, соответствующая показа телям устойчивости к тепловой деформации. [EN 1364-1]

Тепловой поток (heat flux) – количество тепловой энергии на единицу площади объекта, зафиксированное измерительным устройством, включая тепло, передаваемое в результате конвекции и теплового излучения. [EN

1363-2]

Теплоизолирующая способность (insulation) – способность испытываемого образца разделяющей конструкции, подвергаемого огневому воздействию с одной стороны, сдерживать повышение температуры необогреваемой поверхности в заданных пределах. [EN 1363-1]

Уровень условного пола (notional floor level) – расчётная высота пола по отношению к положению строительной конструкции в условиях эксплуатации. [EN 1363-1]

Устойчивое горение (sustained flaming) – непрерывное горение в течение более 10 секунд. [EN 1363-

1]

Фактические свойства материала (actual material properties) – свойства материала, определяемые на основе репрезентативных частей испытываемого на огнестойкость образца в соответствии с требованиями стандарта для конкретного изделия. [EN 1363-1]

Характерные свойства материала (characteristic material properties) – свойства материала, задан ные для класса материала, который может быть использован в целях проектирования. [EN 1363-1]

Целостность (integrity) – способность испытываемого образца разделяющей конструкции, подвергаемо го огневому воздействию с одной стороны, предотвращать проникновение на необогреваемую поверхность горячих газов и пламени. [EN 1363-1]

Элемент строительной конструкции (element of building construction) – определённая часть кон струкции (например: стена, перегородка, пол, крыша, балка или колонна). [EN 1363-1]

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников                                  Стр 10
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
Actual material properties                фактические свойства материала
Aspect ratio                              коэффициент пропорциональности
Associated construction                   совмещённая конструкция
Associated wall construction              прилегающая стеновая конструкция
Characteristic material properties        характерные свойства материала
Curtain wall(walling)                     навесной фасад
Deflection                                отклонение
Discrete area                             дискретная (обособленная) зона
Downstand                                 надоконная панель
Element of building construction          элемент строительной конструкции
Exposed face                              обогреваемая поверхность
External fire exposure curve              кривая огневого воздействия извне
Fire performance rating                   оценка огнестойкости
Fire-resistant glass                      огнестойкое стекло
Fire-resistant glazing                    огнестойкое остекление
Fire-resistant insulated glazing          огнестойкое изолированное остекление
Fire-resistant non-insulated glazing      огнестойкое неизолированное остекление
Frame product family                      семейство каркасных систем
Framing system                            каркасная система
Glass product family                      семейство изделий из стекла
Glazed elements                           остекленные элементы
Glazing system                            система остекления
Glowing                                   свечение
Heat flux                                 тепловой поток
Historical test data                      данные предыдущих испытаний
Insulated glazing                         изолированное остекление
Insulated non-loadbearing wall            изолированная ненесущая стена
Insulation                                теплоизолирующая способность, (тепло)изоляция
Integrity                                 целостность
Internal non-loadbearing wall             ненесущая внутренняя стена
Loadbearing capacity                      несущая способность
Loadbearing element                       несущая конструкция
Measuring element                         измерительный элемент
Mechanical stability                      механическая прочность
Mullion                                   вертикальный импост
Neutral pressure plane                    плоскость нейтрального давления
Non-loadbearing external wall             ненесущая наружная стена
Non-loadbearing wall                      ненесущая стена
Notional floor level                      уровень условного пола
Over-cladding system                      система облицовки фасадов
Overrun time                              время превышения нормы
Pane                                      оконное стекло
Plinth                                    подставка
Reference test                            базовое испытание
Restraint                                 ограничитель
Separating element                        разделяющая конструкция
Smoke leakage                             негерметичность
Spandrel area                             межоконное пространство
Spandrel panel                            межоконная панель
Standard configuration                    стандартная конфигурация
Standard supporting construction          стандартная опорная конструкция
Supporting construction                   опорная конструкция
Supporting floor                          опорное перекрытие
Sustained flaming                         устойчивое горение
Test construction                         испытываемая конструкция
Test frame                                испытательная рама
Test load                                 испытательная нагрузка
Test specimen                             испытываемый образец
Time constant                             постоянная времени
Transom                                   горизонтальный импост
Uninsulated glazing                       неизолированное остекление
Uninsulated non-loadbearing wall          неизолированная ненесущая стена
Upstand                                   подоконная панель

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 11

EN 1363–1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ИСПЫТА-

НИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Описание общих требований к проведению испытаний на огнестойкость подготовлено на основе первой

части европейского стандарта EN 1363 «Испытания на огнестойкость» [4, 5, 12], который соотносится со стан дартом Международной организации по стандартизации ISO 834-1 «Испытания на огнестойкость. Строитель ные конструкции. Часть 1: Общие требования» [15] и регламентирует общие принципы определения огнестой кости разных элементов конструкции при стандартных условиях пожара. Часть 1 следует рассматривать в соче тании с частью 2 («Альтернативные и дополнительные процедуры») и частью 3 («Проверка эксплуатационных характеристик печей») данного стандарта.

Цель определения огнестойкости состоит в том, чтобы оценить поведение образца элемента строительной конструкции в заданных условиях нагрева и давления. Описанная методика позволяет измерить способность элемента противостоять воздействию высоких температур, задавая показатели, с помощью которых среди прочих характеристик могут быть определены следующие: несущая способность, локализация распростране ния огня (целостность конструкции) и функции теплопроницаемости (теплоизолирующая способность).

Во время испытания определённую часть элемента подвергают воздействию особого режима нагрева, в ходе чего характеристики испытываемого образца отслеживаются на основе показателей, описанных в ука занном выше стандарте. Огнестойкость испытываемого образца выражается значением времени, в течение которого соответствующие показатели удовлетворены. Значения времени, полученные таким образом, служат эталоном адекватности конструкции при пожаре, но не имеют прямой взаимосвязи с продолжительностью реального пожара.

В данной главе описаны подходы к проведению испытаний и порядок их проведения, одинаковые для всех методов испытания конкретных типов конструкций (например, кривая «температура – время»). Если принцип одинаков для многих методов испытаний конкретных типов конструкций, а детали отличаются в зависимости от исследуемого элемента (например, измерение температуры необогреваемой поверхности), описание общего принципа также приведено в данной главе, а детали описаны в стандартах, посвящённых методам испытания конкретных типов конструкции.

ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

Полученные результаты испытаний могут быть напрямую применимы к другим подобным элементам или разновидностям испытываемого элемента. Степень, в которой это допустимо, рассматривается в соответствии со сферой прямого применения результата испытаний. Она ограничена правилами, которые лимитируют воз можность изменения испытываемого образца без его дальнейшей оценки. Правила определения допустимых изменений приводятся в каждом методе испытания конкретного типа конструкции.

Изменения, выходящие за пределы допустимых значений при прямом применении результатов испытаний, попадают в сферу их расширенного применения. Для этого требуется подробное изучение компетентным ор ганом конкретного изделия и его рабочих характеристик, выявленных при испытании(ях).

Большинство огнестойких изделий, поставляемых производителями, отличаются от тех образцов, которые изначально прошли испытания. Поставляемая продукция представлена широким спектром форм, размеров и

материалов, включая отделку, в целях удовлетворения требований рынка. Подвергнуть испытанию все раз новидности каждого изделия не представляется возможным. Тем не менее, поставлять значительно отли чающиеся друг от друга разновидности изделий без предоставления официального обоснования или одобре ния недопустимо и не разрешается производителям. Поэтому необходим механизм, с помощью которого раз новидности испытанного образца или образцов могли бы быть одобрены с достаточной уверенностью в том, что эти разновидности будут функционировать также хорошо, как если бы их подвергли испытанию анало гичному тому, что прошёл начальный образец.

Сфера прямого применения. Степень, до которой испытанное изделие можно или нельзя изменять при прямом применении, приведена в руководстве или правилах, которые ограничивают допустимое изменение

испытываемого образца без дальнейшей оценки или расчётов. Пункт, касающийся сферы прямого примене ния, в каждом стандарте на испытание конкретных типов конструкций может относиться к более распростра нённым формам конструкции, опыт испытания которых привёл к выводу о том, что такие разновидности до пустимы. Степень допустимых изменений обычно стабильна, поскольку изменения основаны на минимально достижимом уровне общей согласованности.

Такой набор правил позволяет строительной экспертизе и другим органам принять изделие, не проводя

оценку самостоятельно и не обращаясь за профессиональной помощью к другим компетентным органам. Из менения, допустимые при прямом применении, могут быть введены автоматически в изготавливаемые изделия без дополнительной оценки.

Расширенное применение. У испытываемого образца могут быть изменения, с которыми нельзя иметь дело при прямом применении. Кроме того, типы правил, приведённые для прямого применения, разработаны на основе результатов отдельных испытаний, а не на основе концепции серии испытаний разных размеров и/или

разновидностей изделия. Таким образом, прямое применение не учитывает интерполяцию между результата ми разных испытаний и мало пригодно для экстраполяции переменной составляющей за пределы испытывае мой сферы.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 12

В связи с этим, изменения, выходящие за пределы правил, приведённых для прямого применения, и учёта интерполяции и экстраполяции исходя из серии испытаний, попадают в категорию расширенного применения.

Оно включает в себя подробное изучение конструкции конкретного изделия и его эксплуатационных характе ристик в ходе испытания или испытаний, проводимых компетентным органом, который выдаёт отчёт об изу ченном изменении или изменениях. Методика, используемая при оценке огнестойкости конструкции, может быть основана на расчётных методах, экспертизе или общепринятых правилах применения, соответствующих подходам, применяемым для различных элементов.

Продолжительность, при которой испытываемый элемент согласно сфере прямого или расширенного при менения соответствует определённым показателям, позволяет в результате составить классификацию.

Все приведенные значения являются номинальными, если не указано иное.

СТЕНДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Стендовое оборудование для проведения испытаний включает в себя следующее:

a) специально спроектированная печь для помещения испытываемого образца в испытательные усло вия;

b) контрольно-измерительное оборудование, позволяющее отслеживать температуру в печи;

c) оборудование для отслеживания и контроля давления горячих газов в печи;

d) рама, в которую может быть помещена испытываемая конструкция, и которую можно разместить та ким образом по отношению к печи, чтобы добиться необходимого теплового воздействия, давления и условий опирания;

e) приспособления для необходимого нагружения и ограничения испытываемого образца, включая кон троль и мониторинг нагрузки;

f) оборудование для измерения температуры в печи и на обогреваемой поверхности образца, а также там, где это необходимо, внутри образца;

g) оборудование для измерения отклонения испытываемого образца;

h) оборудование для оценки целостности и определения соответствия эксплуатационным показателям;

i) оборудование для определения истёкшего времени работы;

j) оборудование для измерения концентрации кислорода в печи.

Испытательная печь

Испытательная печь работает на жидком или газообразном топливе и служит для:

a) нагревания вертикальных или горизонтальных разделяющих конструкций с одной стороны, или b) нагревания колонн со всех сторон, или c) нагревания стен более чем с одной стороны, или d) нагревания балок с трёх или четырёх сторон, если необходимо.

Для конкретных конструкций могут потребоваться другие специальные печи.

Футеровка печи должна состоять из материалов плотностью менее 1000 кг/м3. Такие футеровочные мате риалы должны иметь минимальную толщину 50 мм и составлять, по меньшей мере, 70% внутренней поверх ности печи.

Печь должна обеспечивать стандартные условия огневого воздействия в плане теплового воздействия и

давления. Печи могут быть спроектированы таким образом, что одновременно возможно проводить испыта ние нескольких элементов, при условии, что соблюдены все необходимые требования для каждого отдельного элемента.

Нагружающее оборудование

Нагружающее оборудование должно обеспечивать размещение испытываемых образцов на уровне нагру жения. Нагрузка может подаваться гидравлически, механически или с использованием грузов.

Нагружающее оборудование должно имитировать условия равномерно распределённой, концентрической, осевой или внецентренной нагрузки в соответствии с испытываемой конструкцией. Нагружающее оборудова ние должно поддерживать испытательную нагрузку на уровне постоянного значения (± 5% от требуемого значения), не изменяя её распределение, и отслеживать максимальное отклонение и скорость отклонения испытываемого образца до потери им несущей способности или на протяжении всего испытания до момента его окончания, в зависимости от того, что из них наступит раньше.

Нагружающее оборудование не должно в значительной степени влиять на теплопередачу сквозь образец и

не должно затруднять использование изоляционных прокладок термопары. Оно не должно затруднять изме рение температуры поверхности и/или отклонение и должно позволять осуществлять наблюдение за необог реваемой поверхностью. Общая площадь точек контакта между нагружающим оборудованием и поверхностью испытываемого образца не должна превышать 10% от общей площади поверхности горизонтального испыты ваемого образца.

Испытательные рамы

Особые испытательные рамы или иные приспособления должны применяться для воспроизведения гра ничных условий и условий опирания, соответствующих испытываемым конструкциям. Разные типы испыты ваемых конструкций требуют испытательных рам разной степени жёсткости. Эффективность испытательных

рам должна оцениваться посредством применения расширяющей силы внутри рамы по середине ширины меж ду двух элементов, расположенных напротив друг друга, и измерения увеличения внутреннего размера. Уве-

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 13 личение не должно превышать 5 мм при приложенной силе в 25 кН. Оценка должна производиться в обоих направлениях рамы.

Контрольно-измерительные приборы

Измерение температуры

Измерение температуры производится с помощью термопар.

Печные термопары – это плоские термометры, которые представляют собой совокупность согнутой стальной пластинки, закреплённой на ней термопары и изоляционного материала.

Пластинка должна быть выполнена из полоски никелевого сплава длиной (150 ± 1) мм, шириной (100 ± 1) мм и толщиной (0,7 ± 1) мм, согнутой так, как показано на рис. 1. Холодный спай термопары выполняется из

хромоникелевой/алюмоникелевой (тип К) проволоки (в соответствии со стандартом Международной электро технической комиссии IEC 584-1 «Термопары. Часть 1: Справочные таблицы» [13]) внутри минеральной изо ляции с огнеупорным стальным чехлом номинальным диаметром 1 мм. Горячие спаи защищены от чехла элек трической изоляцией. Холодный спай термопары должен быть закреплён на геометрическом центре пластинки

в положении, изображённом на рис. 1, с помощью небольшой стальной полоски, выполненной из того же мате риала, что и пластинка. Стальная полоска может быть приварена к пластинке либо прикручена к ней (с целью облегчить замену термопары). Полоска должна быть размером приблизительно 18 х 6 мм, если она приварена к пластинке, и 25 х 6 мм, если она прикручена к пластине винтами. Диаметр винтов – 2 мм.

Сочетание пластинки с термопарой должно быть смонтировано с подкладкой из неорганического изоляци онного материала номинальным размером (97 ± 1) х (97 ± 1) мм, толщиной (10 ± 1) мм и плотностью (280 ±

30) кг/м3.

Перед тем как впервые использовать плоские термометры, их необходимо выдержать в сушильном шкафу

при температуре 1000°C в течение 1 часа. Альтернативой использованию сушильного шкафа является тепло вое воздействие в печи для испытаний на огнестойкость в течение 90 мин. при стандартном температурном режиме (стандартная кривая «температура – время»).

Если плоский термометр используется более одного раза, необходимо вести журнал регистрации, указы вая при каждом применении проведённые проверки и продолжительность использования. Термопара и изо ляционная прокладка должны быть заменены по истечении 50 часов их нагревания в печи.

Обозначения:
1.   защищённая чехлом термопара с изолированным горячим спаем
2.   элемент, приваренный или прикрученный к стальной полосе
3.   горячий спай термопары
4.   изоляционный материал
5.   полоска из никелевого сплава толщиной (0,7 ±0,1) мм
6.   поверхность 'A'
Размеры указаны в мм
Рис. 1 Схема плоского термометра

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 14

Печные термопары устойчивы к повреждениям, но могут быть испорчены падающими обломками, и изно ситься в процессе длительного использования, становясь с годами менее чувствительными. Перед каждым испытанием их следует проверить на качество функционирования. Если обнаружено повреждение, неточное функционирование или неисправность, термопары следует заменить.

Основание печных термопар не должно проникать внутрь образца или крепиться к нему, за исключением случаев, когда иным способом невозможно удовлетворить особые требования по расположению рабочего спая. Если основание рабочего спая проникает внутрь образца либо прикреплено к нему, оно должно быть расположено таким образом, чтобы оказывать минимальное влияние на поведение образца по отношению к соответствующему показателю сбоя или определяемой дополнительной информации.

Печные термопары должны быть распределены таким образом, чтобы предоставлять надёжные данные о средней температуре вблизи испытываемого образца. Они должны располагаться таким образом, чтобы их не касалось пламя от горелок печи, и чтобы они были на расстоянии, по меньшей мере, 450 мм от стен, пола или потолка печи.

В начале испытания плоские термометры должны находиться на расстоянии (100 ± 50) мм от обогревае мой поверхности испытываемой конструкции и оставаться на этом расстоянии как можно дольше в течение испытания. За счёт крепления плоские термометры не падают и не смещаются с места в ходе испытания.

В начале испытания в печи должно быть установлено, по меньшей мере, то количество плоских термо метров (n), которое необходимо в соответствии со стандартом на испытание конкретного типа конструкций.

Если какой-то из плоских термометров выходит из строя, и в печи остаётся n-1 термометров, специалистам лаборатории не нужно предпринимать никаких мер. Если же количество действующих термометров в ходе испытания становится меньше чем n-1, специалисты лаборатории должны заменить неисправные устройст ва, чтобы общее количество исправно действующих термометров равнялось, по меньшей мере, n-1.

Термопары на необогреваемой поверхности. Температура необогреваемой поверхности испытывае мого образца должна измеряться с помощью дисковых термопар такого типа, который изображён на рис. 2.

Для обеспечения хорошего теплового контакта, электроды термопар типа K (по стандарту Международной электротехнической комиссии IEC 584-1 «Термопары. Часть 1: Справочные таблицы» [13]) диаметром 0,5 мм

должны быть припаяны или приварены к медному диску толщиной 0,2 мм и диаметром 12 мм. Каждая термо пара должна быть защищена неорганической изоляционной прокладкой (30 ± 0,5) x (30 ± 0,5) x (2.0 ± 0,5)

(толщина) мм, если в стандартах для конкретных элементов не указано иное. Материал прокладки должен иметь плотность (900 ± 100) кг/м3. Изоляционные прокладки должны быть подогнаны под электроды термо пар. Щели могут проходить от противоположных краёв прокладки или от середины вдоль противоположных краёв, как показано на рис. 2.

Обозначения:

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 15

1. пример разрезов, позволяющих поместить прокладку над медным диском

2. пример расположения клеящего состава между термопарой и испытываемым образцом

3. медный диск и изоляционная прокладка, соединённая с поверхностью образца

Примечание: Клеящего состава между медным диском и поверхностью испытываемого образца или между медным диском и изоляционной прокладкой быть не должно.

Размеры указаны в мм

Рис. 2 Пример соединения термопары и изоляционной прокладки

Если не требуется оценка испытываемого образца на соответствие теплоизоляционным показателям, то

термопары на необогреваемой поверхности не применяются. Если же такая оценка требуется, они устанавли ваются на необогреваемой поверхности для измерения среднего и максимального повышения температуры.

Желательно прикреплять термопары к поверхности образца огнестойким клеящим составом. При этом не должно быть клеящего состава между медным диском и образцом или медным диском и прокладкой, а воз душный зазор между термопарой и поверхностью образца, при его наличии, должен быть сведён к минимуму.

В случаях, когда склеивание невозможно, используются болты, винты или скобы, которые должны касаться только тех частей прокладки, которые находятся не над поверхностью диска.

Если происходит нагрев термопар на необогреваемой поверхности горячими газами, проникающими сквозь образец (например, через щель, образовавшуюся в ходе испытания), тогда данные, полученные от этой термопары, следует исключить.

Особенности крепления термопар в зависимости от места расположения и типа поверхности:

Плоские поверхности. Установите рабочий спай на плоской поверхности так, чтобы вся поверхность медно го диска была в непосредственном контакте с необогреваемой поверхностью образца. Закрепите изоляцион ную прокладку на поверхности образца, используя огнестойкий клеящий состав либо механическое крепление вне зоны, покрывающей медный диск. Удостоверьтесь в том, что клеящий состав не попал между диском и поверхностью образца, и что все имеющиеся механические устройства имеют незначительное влияние на перенос тепла сквозь образец к медному диску.

Для некоторых горизонтальных разделяющих конструкций, особенно тех, которые имеют видимую тепло изоляцию на необогреваемой поверхности, этот способ может не подойти из-за волокнистой или упругой структуры материалов. В этих случаях следует использовать грузы для термопар таким образом, чтобы воздух свободно циркулировал над верхней поверхностью изоляционной прокладки.

Неровные поверхности. Если требуется прикрепить медные диски термопар на неровную поверхность, не обходимо подготовить ровный участок размером (30 x 30) мм, чтобы обеспечить полный контакт. Если по верхность невозможно выровнять, термопару следует прикрепить к поверхности только по краю диска, ис пользуя огнеупорный керамический клей.

Небольшие элементы конструкции. Если требуется прикрепить рабочий спай к небольшому элементу, не

прикрепляйте его к элементам диаметром менее 12 мм, например, к пазам и выемкам. Если необходимо изме рить температуру небольших элементов, прикрепляйте к ним термопару только в том случае, если их диаметр больше 12 мм. При необходимости, измените форму изоляционной прокладки или обрежьте её, не трогая ту часть, которая находится непосредственно над диском.

Крепление к конкретным материалам:

Во всех случаях, когда применяется клеящий состав, его следует наносить тонким слоем достаточным для того, чтобы обеспечить крепкое соединение. Между прикреплением термопар и проведением испытания должно пройти достаточное количество времени, чтобы установились стабильные влажностные условия при использовании керамического клеящего состава, и произошло испарение растворителя в случае применения

"контактного клея".

Сталь. Изоляционную прокладку с закреплённой термопарой следует приклеивать к чистой стальной по верхности, используя «керамический клей на водной основе», созданный путём смешивания компонентов для

получения огнестойкого клеящего состава. Клеящий состав должен иметь такую консистенцию, чтобы не тре бовалось дополнительное механическое воздействие для удержания объекта на месте в процессе высыхания.

Однако, если возникают сложности, для удержания объекта на месте можно использовать изоляционную лен ту при условии, что лента будет убрана задолго до начала испытания, чтобы клеящий состав смог высохнуть.

Ленту следует убирать осторожно, чтобы не повредить изоляционную прокладку. Если при удалении изоля ционной ленты происходит повреждение термопары, термопару следует заменить.

Минеральная вата. Термопары с закреплёнными изоляционными прокладками должны быть расположены таким образом, чтобы при наличии поверхностной проволочной/арматурной сетки, она бы могла помочь

удержать объект на месте, а во всех случаях прикрепления к пористой поверхности, оно должно осуществ ляться с помощью "контактного клея". Особенностью клеящего состава является то, что при его применении требуется дать время на его высыхание прежде, чем соединить склеиваемые поверхности, что избавляет от необходимости прилагать внешнее давление.

Распыляемое минеральное волокно. Термопары не следует прикреплять прежде, чем распыляемое мине ральное волокно достигнет стабильных влажностных условий. Во всех случаях следует использовать способ крепления для стальных поверхностей, а при наличии поверхностной проволочной/арматурной сетки термо пары следует прикреплять к теплоизоляции таким образом, чтобы проволочная/арматурная сетка помогала удерживать объект на месте.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 16

Распыляемый состав вермикулита/цемента. Используется тот же способ, что и при применении распыляе мого минерального волокна.

Листы из пористого или минерального состава заполнителей. Используется та же методика, что и для стальных поверхностей.

Дерево. Для многих изолированных деревянных конструкций наиболее практичным способом крепления

термопар к конструкции является крепление их к деревянной поверхности скобами сквозь изоляционную про кладку. При этом следует соблюдать осторожность, чтобы скобы не прошли сквозь диск или электроды термо пар или не соприкасались с ними. Как вариант, можно использовать керамический клей на водной основе как в случае со стальными конструкциями, описанными выше.

Поверхности с нанесённым отделочным покрытием. Если термопару необходимо прикрепить к поверхности с тонким слоем отделочного покрытия (например, краски), рекомендуется прежде зачистить поверхность аб разивом.

Средняя температура необогреваемой поверхности. Цель измерения средней температуры необог реваемой поверхности состоит в определении общего уровня теплоизолирующей способности испытываемого

образца без учёта участков местного перегрева. Таким образом, повышение средней температуры необогре ваемой поверхности основано на показаниях поверхностных термопар, расположенных в центре испытывае мого образца или недалеко от центра, а также в центре или недалеко от центра каждой четверти.

Если образцы имеют постоянно меняющуюся плотность, как например, рифлёные или ребристые конст рукции, количество и местоположение термопар может быть увеличено для адекватного отражения макси мальной и минимальной толщины.

При размещении термопар для определения средней температуры необогреваемой поверхности следует избегать некоторых участков (например, участков местного перегрева), размещая термопары, по меньшей мере, в 50 мм от них. К таким участкам относятся: тепловые мосты, швы, стыки и сквозные соединения, такие как: болты, винты и т.п., а также все местоположения, где термопары могут быть подвержены прямому воз действию газов, проходящих сквозь испытываемый образец.

В некоторых методах проведения испытаний измерение повышения средней температуры необогреваемой

поверхности для образцов, имеющих дискретные (обособленные) зоны с разной теплоизолирующей способ ностью, производится по частям. Правила применения термопар для определения средней температуры не обогреваемой поверхности таких образцов приведены в стандартах на испытания конкретных типов конст рукций.

Максимальная температура необогреваемой поверхности. Цель измерения максимальной темпера туры необогреваемой поверхности заключается в определении уровня теплоизолирующей способности в тех местах, где ожидается наличие более высоких температур. Для этих целей термопары должны крепиться обычным образом, при этом на каждый тип соединения/детали или интересуемого участка прикрепляется минимум две термопары. При размещении термопары рядом с разрывом, например, между соседними пане лями стены, центр диска должен размещаться более чем в 15 мм от разрыва. Правила применения термопар для оценки максимального повышения температуры необогреваемой поверхности приведены в стандартах на испытание конкретных типов конструкций. Незначительные участки местного нагрева, такие как: винты, гвозди или скобы можно не учитывать.

Если испытываемый образец имеет дискретные (обособленные) зоны (> 0,1 м2), которые оцениваются по отдельности при определении повышения средней температуры необогреваемой поверхности, тогда и оценка максимального повышения температуры необогреваемой поверхности этих зон тоже должна проводиться по отдельности. Для этого может потребоваться установка дополнительных термопар на необогреваемую по верхность.

Переносные термопары. Конструкция из одной или более переносных термопар, показанных на рис. 3,

необходима для измерения температуры необогреваемой поверхности во время испытания в местах, где ожи дается наибольшее повышение температуры. Рабочий спай термопары должен состоять из электродов термо пары типа K (по стандарту IEC 584-1 «Термопары. Часть 1: Справочные таблицы» [13]), имеющих диаметр 1,0 мм, припаянных или приваренных к медному диску диаметром 12 мм и толщиной 0,5 мм. Термопара должна быть оснащена рукояткой, чтобы её можно было приложить к любой точке необогреваемой поверхности ис пытываемого образца.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 17

Обозначения:

1. двухканальный керамический держатель / с двумя отверстиями

2. медный диск толщиной 0,5 мм

Размеры указаны в мм

Рис. 3 Сборка переносной термопары

Внутренние термопары. Если необходима информация о температуре внутри испытываемого образца или конкретного элемента, её получают с помощью термопар, имеющих характеристики, подходящие к диа пазону температур, которые необходимо измерить, и типу материалов испытываемого образца. Внутренние термопары должны быть закреплены таким образом, чтобы не повлиять на характеристики образца.

Внутренние термопары для измерения температур в углублениях внутри испытываемых образцов или тем ператур материалов, таких как: бетон, сталь, дерево и т.п., должны быть изготовлены из оголённых проводов, изолированных двойным стекловолокном, с электродами диаметром 0,5 мм и обжимными или сварными со единениями. Провода должны оставаться изолированными как можно ближе к спаю. Оголённые провода должны находиться как можно дальше друг от друга, чтобы свести электролитическое влияние до минимума.

Их следует использовать только один раз.

Если измеряемые температуры не должны превысить 400°C, можно использовать рабочие спаи медь/константан; если прогнозируется наличие более высоких температур, следует использовать спаи типа K

(хромель/алюмель).

Необходимо использовать подходящие способы надёжного крепления рабочих спаев к компонентам или к

конструкции так, чтобы не нарушить тепловой режим. Например, спай можно зачеканить в участок из тяжёло го металла, просверлив отверстие в этом участке чуть большего диаметра, чем спай термопары, и достаточно глубокое, чтобы спай поместился под поверхностью. Спай может быть вставлен в отверстие и зачеканен по краю отверстия пробойником, чтобы закрепить электроды в нужном положении. Как вариант, горячий спай может быть приварен к этому участку.

Такой же спай можно прикрепить к небольшим металлическим компонентам, таким как винты или прово да, обмотав свободных конец вокруг них. В этом случае первый контакт между парой электродов термопары

должен быть близок к той поверхности, чья температура измеряется. Тепловой контакт можно улучшить, ис пользуя небольшое количество припоя, который эффективен даже при температурах выше точки его плавле ния.

Теплового контакта можно добиться, вставив спай и изолированные выводы термопары в отверстие с по мощью подходящего материала, имеющего схожие свойства. Кроме того, спаи и другие выводы могут быть за литы бетоном или другими материалами.

Провода термопар, по возможности, следует вести вдоль изотермы на расстоянии, по крайней мере, 50 мм, а затем вывести из образца наружу так, чтобы они не подвергались воздействию температур выше, чем температура горячего спая. В проводах не должно быть никаких соединений или стыков на расстоянии до их появления на поверхности образца.

Провода термопары должны быть защищены от:

a) чрезмерного повышения температуры;

b) конденсации;

c) короткого замыкания, вызванного каким-либо свойством испытываемой конструкции или нагреванием в ходе испытания;

d) повреждения, вызванного деформацией образца в ходе испытания.

Термопары для измерения температуры окружающей среды. Наружная термопара используется

для определения температуры окружающей среды в лаборатории вблизи испытываемого образца как до на чала, так и во время испытания. В соответствии со стандартом IEC 584-1 «Термопары. Часть 1: Справочные таблицы» [13], термопара должна быть термопарой типа К, имеющей номинальный диаметр 3 мм, минераль ную изоляцию и защитный чехол из нержавеющей стали. Рабочий спай термопары должен быть защищен от выделяемого тепла и сквозняков.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 18

Измерение давления

Давление в печи измеряется при помощи одной из конструкций датчиков, изображённых на рис. 4.

Обозначения:

a) T-образный датчик

1. трубка из нержавеющей стали (внутренний диаметр (7,5 ± 2,5) мм) b) датчик трубки

1. трубка из нержавеющей стали

2. сварной край

3. отверстия ∅ 1,2 мм

Размеры указаны в мм

Рис. 4 Датчики давления

Датчик давления должен быть расположен так, чтобы не подвергаться прямому воздействию конвектив ных потоков от пламени и не находиться на пути отработавших газов. Трубки должны быть расположены го ризонтально как в печи, так и на выходе в стене печи, чтобы давление соотносилось на одной и той же высо те внутри и снаружи печи. Вертикальный отрезок трубки, ведущий к измерительному прибору, должен оста ваться при температуре окружающей среды.

Печи для вертикальных конструкций. Один датчик давления должен быть установлен для контроля над давлением внутри печи. Второй датчик может использоваться для получения информации о перепаде давления по вертикали внутри печи. Если такой датчик используется, он должен располагаться, по меньшей мере, на метр выше или ниже первого датчика.

Печи для горизонтальных конструкций. Один датчик давления должен быть установлен для контроля над давлением внутри печи. Второй датчик может использоваться для проверки показаний первого.

Нагрузка

При использовании грузов не требуется дополнительного измерения нагрузки в ходе испытания. Нагрузки, подаваемые гидравлическими системами нагружения, измеряются с помощью динамометрических датчиков или другого соответствующего оборудования, имеющего такую же точность, или путём отслеживания гидрав лического давления в нужный момент.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 19

Отклонение

Измерения отклонения могут производиться с использованием оборудования, где применяются механиче ские, оптические или электрические методы. Если такое оборудование используется в отношении эксплуата ционных показателей (например, измерения отклонения или сжатия), оно должно быть способным работать с частотой, по меньшей мере, одного показания прибора в минуту. Необходимо принять все меры по предот вращению дрейфа показаний датчика из-за нагревания.

Необходимо установить контрольно-измерительное оборудование для получения данных о степени и ско рости отклонения в ходе проведения испытания и, если необходимо, после испытания.

Целостность

Тампон из натуральной ваты или хлопка. Для измерения целостности применяется ватный тампон, кото рый должен состоять из новых, необработанных, неокрашенных волокон 100% хлопка и иметь квадратную форму (100 х 100 мм), толщину 20 мм и вес 3-4 г. Перед применением его необходимо высушить в сушильном

шкафу при температуре (100 ± 5) °C в течение как минимум 30 минут. После просушивания его можно помес тить в эксикатор на срок до 24 часов или хранить в герметичном контейнере не более одной недели, после чего процедуру просушки необходимо повторить, как описано выше. Для применения тампона его необходимо закрепить на проволочной раме, имеющей рукоятку нужной длины, как показано на рис. 5.

Обозначения:

1. рукоятка

2. защёлка (открыто)

3. тампон из хлопка или натуральной ваты (100 x 100) мм массой (3,5 ± 0,5) гр.

4. поверхность испытываемого образца

Размеры указаны в мм

Рис. 5 Рама для крепления тампона из натуральной ваты или хлопка

Измерители промежутков. Два типа измерителей промежутков, изображённых на рис. 6, должны быть в наличии для измерения целостности. Они должны быть выполнены из цилиндрического стального стержня диаметром (6 ± 0,1) мм и (25 ± 0,2) мм и иметь рукоятки необходимой длины с изоляцией.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 20

Обозначения:

1. рукоятка изолированная

Размеры указаны в мм

Рис. 6 Пример измерителей промежутков

Точность измерительных приборов

Для проведения огневых испытаний измерительное оборудование должно соответствовать следующим уровням точности:

a) измерение температуры: печь ± 15 °C; окружающая среда и необогреваемая поверхность ± 4 °C; дру гое ±10°C;

b) измерение давления: ± 2 Па;

c) уровень нагрузки: ± 2,5% от испытательной нагрузки;

d) измерение продольного сжатия или расширения: ± 0,5 мм; другие измерения отклонения: ± 2 мм.

Неточности в измерении огнестойкости

Существует множество факторов, которые могут повлиять на результат испытания на огнестойкость. Фак торы, связанные с изменчивостью образца, включая материалы, изготовление и установку, не имеют отноше ния к недостоверности измерения. Среди остальных факторов некоторые являются значительно более важ ными (например, разная доза теплового воздействия, обеспечиваемая разными печами) по сравнению с дру гими (например, точность калибровки системы регистрации данных).

В связи с трудоёмкостью испытания, многие факторы, влияющие на результат, зависят от оператора. Про фессиональная подготовка, опыт и отношение оператора к работе играют важную роль в устранении факто ров, приводящих к значительным неточностям в измерениях. Составители стандартов подчеркивают, что в

настоящий момент нет возможности выразить эти факторы с помощью цифр, и потому любая попытка устано вить степень неточности измерений без учёта переменных величин, зависящих от оператора, имеет ограни ченное значение.

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Температура в печи

Кривая нагрева

Средняя температура в печи в соответствии с показаниями печных термопар должна отслеживаться и кон тролироваться таким образом, чтобы соответствовать следующему соотношению (см. рис. 7):

T = 345 log 1 0 (8 t + 1) + 20 где

T - средняя температура в печи, °C

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников                       Стр 21
t    - время, мин.

T – температура, °C t – время, мин.

Время (мин.) Температура в печи (°C) Время (мин.) Температура в печи (°C)

0 20 90

5 576 120

10 678 150

15 738 180

20 781 210

30 842 240

45 902 300

60 945 360

Рис. 7 Стандартная кривая «температура – время»

Допустимые отклонения

Процентное отклонение (de) в площади кривой средней температуры, зарегистрированное указанными печными термопарами, по отношению ко времени из площади стандартной кривой «температура – время»

должно быть в следующих пределах:

a) 15%, когда 5 < t ≤ 1 0 b) (15 - 0,5 (t -10))%, когда 10 < t ≤ 30 c) (5 - 0,083 (t - 30))%, когда 30 < t ≤ 60 d) 2,5%, когда t > 6 0

где de – процентное отклонение;

A – площадь при фактической кривой «температура – время», °C мин.;

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 22

As – площадь при стандартной кривой «температура – время», °C мин.;.

t – время, мин.

Все площади должны быть вычислены одним способом, т.е. суммированием площадей с интервалом не бо лее 1 мин., и должны исчисляться от нулевой отметки времени.

В любой момент времени по истечении 10 мин. от начала испытания температура, регистрируемая термо парой в печи, не должна отличаться от соответствующего значения температуры на кривой «температура – время» более чем на 100 °C.

При испытании образцов, которые горят быстро, может наблюдаться отклонение от значений заданной

кривой «температура – время», превышающее 100 °C, в течение не более 10 мин., при условии, что такое из быточное отклонение вызвано внезапным возгоранием значительного количества горючих материалов, повы шающим температуру газа в печи.

Поскольку для первых пяти минут испытания не даются допустимые отклонения на соответствие кривой

«температура – время», предполагается, что в течение этого времени работники лаборатории будут стараться соблюдать предписанное соотношение как можно точнее, чтобы разница между интегралами предписанной и полученной кривыми была минимальной в любой период времени на протяжении всего испытания.

В результате быстрого повышения температуры в первые пять минут испытания, операторам печи может

быть сложно контролировать работу печи таким образом, чтобы достичь соответствия допустимым отклонени ям, которые применимы по истечение этих пяти минут. Для получения дополнительной информации, которая поможет избежать этой проблемы и продолжать контроль за печью, можно использовать одну или более тер мопар традиционного типа (например, с 3-мм защитным чехлом из нержавеющей стали). Приобретя опыт сравнения показаний термопар и плоских термометров, операторы систем и контролирующие системы смогут добиться более точного соответствия температур, регистрируемых плоскими термометрами, предписанным температурам. Однако, соответствие предписанному соотношению «температура – время» во время проведе ния испытания осуществляется на основе информации, получаемой с помощью плоских термометров.

Для сравнения – в пункте 6 «Температурный режим» ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы испытаний

на огнестойкость. Общие требования» [22], составленном на основе ИСО 834-1:1975 «Испытания на огнестойкость. Строи тельные конструкции. Часть 1: Общие требования» [14], приведены требования к стандартному температурному режиму и отклонениям средней измеренной температуры в печи от значений температуры, соответствующих стандартной зависимо сти температуры от времени.

Давление внутри печи

На распределение давления по высоте печи в основном влияет естественная способность газов поднимать ся кверху, и в целях контроля давления можно предположить, что перепад давления будет составлять при близительно 8,5 Па на метр высоты печи.

Система измерения давления должна быть системой, не учитывающей быстрых колебаний давления (на пример, при циклах в 1 секунду или меньше), связанных с турбулентностью и т.п. Давление внутри печи оп ределяется относительно давления снаружи печи на одной и той же высоте.

Давление внутри печи должно отслеживаться и регулироваться таким образом, чтобы через пять минут от

начала испытания оно соответствовало давлению, указанному для конкретного типа испытываемой конструк ции, ± 5 Па, и чтобы через 10 минут от начала испытания и далее, оно поддерживалось на уровне значения, указанного для конкретного типа испытываемой конструкции, ± 3 Па.

Определение уровня нейтрального давления

Работа печи должна быть налажена таким образом, чтобы уровень нейтрального давления (нулевого дав ления) находился на расстоянии 500 мм над уровнем условного пола. Независимо от этого, давление на верху испытываемого образца не должно превышать 20 Па, и это требование может привести к необходимости кор ректировки высоты уровня нейтрального давления.

Многочисленные вертикальные разделяющие конструкции. При проведении испытаний, в которых можно разместить несколько образцов по высоте печи, и где задано постоянное давление для испытываемого типа конструкции, такое давление должно применяться в отношении самого нижнего из испытываемых образцов, а ограничение в 20 Па на верху образца(ов) в данном случае не применяется.

Горизонтальные разделяющие конструкции. Работа печи должна быть налажена таким образом, чтобы давление с нижней стороны испытываемой конструкции определялось относительно высоты конструкции от уровня условного пола. Независимо от этого, давление с нижней стороны испытываемого образца не должно превышать 20 Па. Условие давления должно быть установлено на расстоянии 100 мм к низу от нижней сторо ны разделяющей конструкции.

Неразделяющие конструкции. Неразделяющие конструкции должны подвергаться испытанию в таких же условиях давления, что и разделяющие конструкции, находящиеся в той же плоскости, например, давление для балок – такое же как для полов, а для колонн – такое же как для стен.

Атмосфера (газовая среда) печи

Соотношение «воздух-топливо» для горелок и впуск вторичного воздуха задаются с тем, чтобы обеспечить минимальное содержание кислорода в атмосфере печи в объёме 4% при испытании образцов, не имеющих горючего содержимого. Эта настройка соотношения «воздух-топливо» для горелок, включая настройку для впуска вторичного воздуха не должна меняться после последней проверки эксплуатационных характеристик

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 23 печи. Процедура проведения проверки эксплуатационных характеристик печи описана в стандарте ENV 1363-

3. «Испытания на огнестойкость. Часть 3: «Проверка эксплуатационных характеристик печей» [12].

Приложение нагрузки

Заказчик должен предоставить основание для испытательной нагрузки, включая расчёты, если испыта тельная нагрузка основана на свойствах материалов. Заказчик также должен указать взаимосвязь между ис пытательной нагрузкой и нагрузкой, применяемой во время эксплуатации (если известно). Специалисты лабо ратории должны по возможности проверить свойства материалов, использованных заказчиком в расчёте ис пытательной нагрузки.

Рекомендации по выбору испытательной нагрузки. Нагрузка, прилагаемая к испытываемому образцу во

время огневого испытания, оказывает значительное влияние на его эксплуатационные характеристики, а так же является важным фактором, который следует учитывать при последующем применении результатов испы тания и их связи с результатами подобных или иных испытаний. Поэтому в обязанности заказчика входит ин формирование специалистов испытательной лаборатории об условиях эксплуатации и согласование с ними испытательной нагрузки.

Какой бы метод ни применялся для увеличения нагрузки в ходе огневого испытания, желательно, чтобы он соотносился с конечной нагрузкой на испытываемую конструкцию до нагревания. Не менее важно, чтобы основание для увеличения нагрузки было чётко сформулировано в протоколе испытания, также как и любая другая существенная информация, например, о свойствах материалов и уровнях напряжения, которые влияют на значимость результатов испытания и их применение. Следует отметить, что испытываемая нагрузка необя зательно должна соответствовать той, что применяется на практике.

Результаты испытания получают наиболее широкое применение, когда определение испытательной на грузки и, следовательно, вызванных напряжений соотносится с измеряемыми свойствами материалов элемен тов конструкции, применяемых для создания испытываемого образца, одновременно с этим вызывающих раз витие напряжений в материалах в критических областях этих элементов, которые являются максимально до пустимыми в соответствии с методикой расчёта предельного состояния по потере несущей способности, опи санной в государственных строительных нормах. Это предусматривает применение наиболее тяжёлых условий испытательной нагрузки, а также предоставляет практическую основу для экстраполяции результатов испы тания и их применения в расчётах.

При соотнесении требуемой испытательной нагрузки с характерными свойствами материалов, из которых

состоит испытываемый образец, используются значения, которые, как правило, предоставляются производи телями материалов. Кроме того, их можно найти в литературе, где описаны стандартные свойства необходи мых материалов (обычно целыми группами). В большинстве случаев это приводит к низкому значению испы тательной нагрузки, поскольку фактические значения обычно выше характеристических значений. С другой

стороны, данная практика наиболее близка к типовым государственным методикам расчёта и другим соответ ствующим методикам в плане технических требований к материалам, используемым в строительных конст рукциях. Сфера применения результатов таких испытаний может быть расширена, если всё-таки будут опре делены фактические свойства материалов и/или будет установлено фактическое напряжение в конструктив ных элементах испытываемых образцов в ходе испытания на огнестойкость.

Если испытываемая нагрузка относится к конкретной ситуации, её применение в других ситуациях гораздо

более ограничено. Испытываемая нагрузка неизменно меньше той, которая применяется обычно, и при усло вии, что конструктивные элементы подобраны с учётом их способности выдерживать обычные проектные на грузки, указанные в официальных строительных нормах, появится больший запас прочности и увеличится

огнестойкость по сравнению с эксплуатационными характеристиками испытываемых образцов при их нагру жении в соответствии с описанием, приведённым в предыдущих параграфах. В этом случае сфера примене ния результатов также может быть расширена, если получить данные о фактических физических свойствах материалов конструктивных элементов и уровнях напряжения, существующих в этих элементах при заданном нагружении.

Ограничители/граничные условия

Испытываемый образец или, при необходимости, испытываемая конструкция закрепляются на специаль ной раме, сконструированной таким образом, чтобы воспроизвести требуемые или расчётные граничные ус ловия и условия опирания. Тип рамы для испытания и её эффективность будут различаться в зависимости от типа испытываемого элемента.

Граничные условия могут выступать в качестве ограничителей расширения, сжатия или вращения. И на оборот - граничные условия могут дать свободу движению. Образец можно испытывать в первом или втором варианте условий, применяемых ко всем или только к некоторым его краям. Выбор условий следует осуществ лять на основе тщательного анализа условий, существующих на практике.

Если испытываемые образцы представляют собой конструкции с неопределёнными или изменчивыми гра ничными условиями эксплуатации, им необходимо обеспечить опору по краям или на концах таким образом, чтобы была возможность получить устойчивые результаты.

Если при проведении испытания используется ограничитель, следует описать условия ограничения с учё том свободного движения конструкции до возникновения сопротивления расширению, сжатию или вращению.

Следует по возможности регистрировать внешние силы и моменты, передаваемые конструкции ограничителем в ходе испытания.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 24

Ограничение может осуществляться посредством применения гидравлических или других систем приложе ния нагрузки. Сдерживающие силы могут быть применены таким образом, чтобы препятствовать расширению и/или вращению. В таких случаях значения этих сдерживающих сил представляют собой полезную информа цию и должны измеряться через определённые промежутки времени на протяжении всего испытания.

Температурные условия окружающей среды

Температура окружающего воздуха в начале испытания должна составлять (20 ± 10) °C и отслеживаться с расстояния в 1-3 метра по горизонтали от обогреваемой поверхности, при этом на датчик температуры не должно влиять тепловое излучение от испытываемой конструкции и/или печи. Подходящее для этих целей устройство, состоящее из двух пластиковых трубок длиной 300 мм и номинальным диаметром 100 и 150 мм, изображено на рис. 8.

Во время испытания температура в лаборатории не должна падать более чем на 5°C или подниматься бо лее чем на 20°C для всех разделяющих конструкций с теплоизоляцией, пока они продолжают сохранять тепло изолирующую способность.

Обозначения:

1. концентрические трубы

2. распорка

3. расположение устройства, измеряющего температуру окружающей среды

Размеры указаны в мм

Рис. 8 Устройство для измерения температуры окружающей среды

Отклонение от требуемых условий испытания

В случаях, когда температура внутри печи, давление в печи или температура окружающего воздуха, дос тигаемые в процессе проведения испытания, представляют более серьёзные условия воздействия на испыты ваемый образец, результаты испытания признаются действительными.

ИСПЫТЫВАЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ

Испытываемый образец, как правило, должен быть в натуральную величину. Если испытание образца в натуральную величину невозможно, размер образца должен соответствовать размеру, указанному в стандар тах на испытание конкретных типов конструкций.

Если требуется, чтобы разделяющие конструкции были огнестойкими только с одной стороны, испытанию подвергается один образец, обогреваемой поверхностью которого и является та сторона, которая будет под вержена воздействию пожара.

Если требуется, чтобы разделяющие конструкции были огнестойкими с обеих сторон, испытанию подвер гаются два образца по отдельности (по одному в каждом направлении), за исключением случаев, когда раз деляющая конструкция полностью симметрична и требуемые условия огневого воздействия в обоих направ лениях идентичны.

Если испытание проводится только с одной стороны, по причине того, что разделяющая конструкция сим метрична, либо она должна быть огнестойкой только с одной стороны, это должно быть указано в протоколе

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 25 испытания. При наличии разных граничных условий могут потребоваться дополнительные испытываемые об разцы.

Для испытания всех разделяющих конструкций требуется только по одному образцу.

Материалы, используемые для создания испытываемого образца, должны быть характерны для использо вания данной конструкции на практике. Необходимо включить в образец соответствующую отделку поверхно сти и крепления, являющиеся неотъемлемой частью образца и способные повлиять на его поведение в ходе испытания. Никаких вариаций в конструкции отдельного испытываемого образца (например, разных стыковых

соединений) быть не должно. Любые видоизменения, связанные с установкой испытываемого образца на пре дусмотренную испытательную раму, не должны оказывать значительного влияния на поведение испытываемо го образца, и должны быть полностью описаны в протоколе испытания.

Метод сборки и установки должен быть характерным для использования данной конструкции на практике, а стандартные конструктивные характеристики и качество изготовления изделия должны соответствовать тем, которые обычно обеспечиваются в зданиях. Это должно относиться и к способам доступа к испытывае мому образцу (например, доступ к подвесным потолкам обычно осуществляется только снизу).

Заказчик отвечает за то, чтобы качество конструкции испытываемого образца соответствовало продукции, используемой на практике.

Специалисты лаборатории должны отследить процесс установки испытываемого образца, чтобы включить подробное описание методики, конструктивных характеристик и качества изделия в протокол испытания.

Заказчик должен предоставить в испытательную лабораторию описание всех элементов конструкции, чер тежи, перечень основных компонентов и их производителей/поставщиков и информацию о процедуре сборки до начала проведения испытания. Вся эта информация должна предоставляться заблаговременно, чтобы у сотрудников лаборатории была возможность проверить испытываемый образец на соответствие предостав ленной информации. По возможности, любое обнаруженное несоответствие должно быть устранено до начала

испытания. Чтобы удостовериться в том, что описание испытываемого образца и, в особенности, его конст рукции соответствует самому образцу, специалисты лаборатории контролируют производство испытываемого образца либо запрашивают дополнительный образец для испытаний. Если необходимо, должны быть опреде лены фактические свойства материалов.

В некоторых случаях нет возможности проверить соответствие всех аспектов конструкции испытываемого

образца до начала проведения испытания, и по окончании испытания можно не получить надлежащих сведе ний. В случае необходимости полагаться на информацию, предоставленную заказчиком, необходимо указать это в протоколе испытания. Тем не менее, специалисты лаборатории должны удостовериться в том, что они полностью одобряют конструкцию испытываемого образца, и что они смогут в точности описать все элементы конструкции в протоколе испытания. Дополнительные методы проведения контрольной проверки образца приведены в стандартах на испытание конкретных типов конструкций.

Контрольная проверка может проводиться третьими лицами. Однако ответственность лежит на специали стах лаборатории.

УСТАНОВКА ИСПЫТЫВАЕМОГО ОБРАЗЦА

Испытываемый образец должен быть установлен так, чтобы в максимальной степени соответствовать ус ловиям его установки при эксплуатации.

Опорные конструкции

Многие конструкции, испытываемые на огнестойкость, устанавливаются на испытательную печь только по сле того, как их встроят в некую другую конструкцию, располагающуюся между ними и испытательной рамой печи. Это может быть обусловлено их размером, например: большинство участков изоляции труб в месте их прохода через стену и дверных конструкций являются недостаточно большими, чтобы блокировать передний

или верхний проём печи. Кроме того, на эксплуатационные показатели, ожидаемые от конструкции, в значи тельной степени влияет та опорная конструкция, в которой её испытывают. В случае с дверями, например, эксплуатационные показатели дверной конструкции, вмонтированной в кирпичную или бетонную стену, и вмонтированной в облегчённую перегородку из стального каркаса и строительного картона, скорее всего, будут отличаться (в зависимости от типа дверей).

Поэтому необходимо знать свойства этих конструкций, чтобы суметь определить влияние, которое они мо гут оказать на испытываемый элемент. Такие конструкции называются опорными, поскольку они поддержи вают испытываемый образец в испытательной раме. Как правило, они бывают двух типов:

1. Стандартные опорные конструкции. Это конструкции, используемые для перекрывания печи и поддерж ки испытываемого образца, имеющие количественное влияние на теплопередачу между конструкцией и испы тываемым образцом и обеспечивающие определённую стойкость к деформации, вызванной тепловым воздей ствием. К стандартным опорным конструкциям относятся облегчённые перегородки из гипсокартона, кирпич ные и бетонные стены. Каждому типу испытываемого элемента может соответствовать более одной разновид ности конструкций. Стандартные опорные конструкции, выбранные для испытания, должны отражать сущ ность испытываемого элемента, прогнозируемую продолжительность испытания и сферу прямого применения

результатов испытания. Например, подъёмную дверь-жалюзи с пределом огнестойкости 4 часа, спроектиро ванную для использования в кирпичной или бетонной стенах, нельзя испытывать в облегчённой опорной кон струкции из гипсокартона с пределом огнестойкости 30 минут. Такая конструкция не подходит для поддержа ния подъёмной двери, т.к. через 30 минут она разрушится, т.е. её огнестойкости недостаточно для оценки эксплуатационных характеристик испытываемого образца с пределом огнестойкости 4 часа, и сфера прямого

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 26 применения для испытания в облегчённой стандартной опорной конструкции не охватывает автоматически испытываемый образец, предназначенный для эксплуатации в составе бетонных или кирпичных конструкций.

В некоторых методах испытания конкретных конструкций имеются разные стандартные опорные конст рукции. Это связано с тем, что разные методы по-разному оценивают эксплуатационные характеристики ис пытываемого образца относительно теплопередачи между конструкцией и испытываемым образцом и стойко сти к деформации, вызванной тепловым воздействием.

2. Совмещённые опорные конструкции. Это особые виды конструкций, в которые устанавливается испы тываемый образец, используемые для перекрывания печи, поддержки испытываемого образца и обеспечения

тех уровней ограничения и теплопередачи, которые присутствуют в обычных условиях эксплуатации. К совме щённым опорным конструкциям относятся сборные перегородки, перегородки, облицованные индивидуально изготовленными материалами, и особые виды кирпичных стен.

Наиболее важный аспект совмещённых опорных конструкций заключается в том, что есть вероятность на много более ограниченной сферы прямого применения (если таковая имеется) по сравнению со стандартными

опорными конструкциями. Это связано с тем, что влияние на теплопередачу между конструкцией и испыты ваемым образцом и стойкость к деформации, вызванной тепловым воздействием, неизвестны. Это именно те

свойства стандартных опорных конструкций, которые позволяют создать сферу прямого применения для это го типа опорной конструкции. Отсюда следует, что испытания в совмещённых опорных конструкциях имеют более ограниченное значение по сравнению с испытаниями в стандартных опорных конструкциях.

По степени жёсткости различают следующие виды конструкций:

Жёсткая конструкция высокой плотности. Стена с блочной кладкой, кирпичной кладкой или однородная бе тонная стена общей плотностью (1200 ± 400) кг/м3 и толщиной (200 ± 50) мм.

Жёсткая конструкция низкой плотности. Стена из газобетона с общей плотностью (650 ± 200) кг/м3 и тол щиной > 70 мм.

В случае с опорными конструкциями для стен с блочной кладкой (включая газобетон) или кирпичной клад кой, описанных выше, отдельные элементы кладки должны быть соединены между собой с помощью строи тельного раствора из песка, цемента и воды в соотношении 4 части песка на 1 часть цемента.

Гибкая конструкция. Облегчённая перегородка из стального каркаса с облицовкой из гипсокартона:

a) Компоненты:

Направляющий профиль вдоль пола и потолка: U-образный профиль из катаной стали толщиной от 0,5 до

1,5 мм и глубиной от 61 до 77 мм.

Стоечный профиль: C-образный профиль из катаной стали толщиной от 0,5 до 1,5 мм и глубиной от 65 до

75 мм.

Облицовка: гипсокартон типа F с бумажной отделкой (в соответствии со стандартом prEN 520 «Гипсокар тон: технические требования и методы испытания»). Количество и толщина слоёв, которые должны быть за креплены с каждой стороны каркаса:

При прогнозируемой огнестойкости образца менее или равной 30 мин. – один слой толщиной 15 мм или два слоя каждый толщиной по 9,5 мм.

При прогнозируемой огнестойкости образца от 30 до 60 мин. – два слоя толщиной 12,5 мм каждый.

При прогнозируемой огнестойкости образца от 60 до 90 минут – три слоя толщиной 12,5 мм каждый.

При прогнозируемой огнестойкости образца от 90 до 120 мин. – три слоя толщиной 12,5 мм каждый (укре плённые)

Крепёж: самосверлящие/самонарезающие винты для стен из гипсокартона длиной от 15 до 25 мм для пер вого слоя листов толщиной 9,5 мм; длиной от 25 до 36 мм для второго слоя листов толщиной 9,5 мм; длиной от 20 до 30 мм для первого слоя листов толщиной 15 мм; длиной от 31 до 41 мм для второго слоя листов тол щиной 12,5 мм; длиной от 45 до 55 мм для третьего слоя листов толщиной 12,5 мм

Соединительный состав: гипсовый штукатурный раствор

Теплоизоляция: отсутствует b) Конструкция:

Центры крепления: Направляющие профили вдоль пола и потолка - до испытательной рамы < 600 мм

Центры стоечного профиля: от 400 до 625 мм (в зависимости от размера и места проёма для испытывае мого образца). Эти центры не применяются в пределах расстояния в 200 мм между каждым из образцов и между образцами и краем печи.

Крепление стоечного профиля: враспор

Допустимое расширение стоечного профиля: максимум 10 мм

Примечание: Это не является проектной нормой расширения.

Центры крепления: гипсокартон к каркасу, через 300 мм по периметру и внутри во всех слоях.

Расположение вертикальных стыковых соединений: в шахматном порядке между слоями гипсокартона, в многослойных конструкциях

Расположение горизонтальных стыковых соединений (если необходимо): совпадают в однослойных сис темах на номинальной высоте 2,4 м; в шахматном порядке между слоями гипсокартона в многослойных конст рукциях с внутренним слоем на номинальной высоте 0,6 м и внешним слоем на номинальной высоте 2,4 м.

(Если листы гипсокартона, используемые в гибкой стандартной опорной конструкции, не имеют полной высо ты (т.е. 3 метра), потребуется горизонтальное стыковое соединение в выше перечисленных местах. Горизон тальное стыковое соединение необходимо укрепить во избежание преждевременного разрушения. В этих це лях с обратной стороны внешнего слоя листа на месте стыка можно поместить фиксирующую скобу шириной

100 мм, изготовленную из стали толщиной 0,5 мм. Фиксирующая скоба крепится винтами для гипсокартона

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 27 сквозь внешний слой листа на расстоянии 300 мм от центров. Для всех систем фиксирующая скоба нужна только позади внешнего слоя листа). Заполнение стыковых соединений: только во внешнем слое с помощью гипсового штукатурного раствора.

Если планируется испытывать образец в конструкции, не являющейся стандартной опорной конструкцией, его следует испытывать в той опорной конструкции, в которой планируется его последующее использование

(например, из бетона нормальной плотности).

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА

Предварительная обработка испытываемого образца

В ходе проведения испытания прочность испытываемого образца и содержание в нем влаги должны при мерно соответствовать тем значениям, которые наблюдаются при обычной эксплуатации конструкции. Обра зец не стоит подвергать испытанию до тех пор, пока он не достигнет равновесного состояния в результате хранения в условиях относительной влажности 50% при температуре 23°C. Если образец приводится к тре буемым параметрам иным образом, это должно быть указано в протоколе испытания.

Для сравнения - в пункте 7 «Образцы для испытаний конструкций» ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Мето ды испытаний на огнестойкость. Общие требования» [22], составленном на основе ИСО 834-1:1975 «Испытания на огне стойкость. Строительные конструкции. Часть 1: Общие требования» [14], приведены следующие требования: «Влажность

образца должна соответствовать техническим условиям и быть динамически уравновешенной с окружающей средой с отно сительной влажностью (60±15)% при температуре (20±10)°С. Для получения динамически уравновешенной влажности до пускается естественная или искусственная сушка образцов при температуре воздуха, не превышающей 60°С.

Бетонные или кирпичные элементы или образцы, содержащие бетонные части, не должны подвергаться испытанию до тех пор, пока они не будут выдержаны в течение, по меньшей мере, 28 дней.

Массивным конструкциям, например, большим бетонным элементам, которые могут содержать в себе большое количество влаги может потребоваться очень долгое время на просушивание. Такие образцы могут быть подвержены испытанию, когда относительная влажность в соответствующих местах образца достигнет

75%. Если уровня относительной влажности в 75% нельзя достигнуть в течение разумно необходимого срока, в ходе проведения испытания необходимо измерять содержание влаги и фиксировать результаты этих изме рений в протоколе испытания.

Влагосодержание гигроскопических материалов конструкции оказывает своё влияние, когда образец под вергается огневому воздействию. Большое содержание влаги может вызвать образование полостей для пара,

которые могут привести к расслоению досок (листов, панелей) и растрескиванию бетона, а также возникно вению неестественно высоких градиентов влажности и, следовательно, деформации материалов, таких как

дерево. Аналогичным образом, на образцы с нехарактерно малым содержанием влаги может повлиять ано мальное воздействие теплового потока, и в случае с составными конструкциями появляются усадочные тре щины меньшего размера, чем при наличии большего содержания влаги.

При обычных условиях эксплуатации предполагается, что влагосодержание на единицу массы обычных материалов будет таким, как указано ниже. Рекомендуется соблюдать эти уровни содержания влаги в образ цах, оцениваемых для внутреннего пользования, с учётом веса в сухом состоянии.

Древесина:

Все случаи применения для внутренних соединений – от 9% до 12%

Деревянные несущие и ненесущие конструкции, в которых дерево будет полностью или частично подвер жено воздействию нагретой или не нагретой внутренней среды – от 9% до 12%

Другие случаи применения, включая деревянные несущие и ненесущие конструкции, в которых дерево изолировано от окружающих внутренних условий здания - от14% до 18%

Бетон и кирпичная кладка - от 1% до 5%

Строительные гипсы - до 2%

Данные рекомендации относятся к материалам конструкции испытываемого образца. Однако, состояние материалов, применяемых при изготовлении совмещённой конструкции или перекрытия свода печи, также может повлиять на поведение огня и, следовательно, необходим контроль с учётом этих компонентов.

Рекомендации по проведению предварительной обработки

При хранении в условиях постоянной температуры и влажности любая конструкция в конечном итоге при дёт в равновесное состояние. Так, при хранении в условиях относительной влажности 50% содержание влаги в поровой системе совпадёт с этим уровнем влагосодержания. Например, относительная влажность 50% для бетона соответствует влагосодержанию от 1% до 3%, а дерева – около 10%. Содержание влаги в бетоне, равное 5%, соответствует относительной влажности 100%.

Содержание влаги можно измерить посредством высушивания и взвешивания небольших кусочков мате риала. Относительную влажность образца можно легко измерить в небольших отверстиях в испытываемом образце (бетонном, деревянном и т.п.), или собрав кусочки материала в герметичные пластиковые пакеты.

Затем можно провести измерения относительной влажности, когда воздух в отверстии или пакете достигнет равновесного состояния с материалом, что, как правило, происходит в пределах одного часа.

Во многих случаях более легким и уместным способом определения равновесного содержания влаги явля ется взвешивание специально изготовленных для этих целей испытываемых заготовок. Они должны быть соз даны так, чтобы отражать потерю водяного пара испытываемым образцом, и иметь такую же толщину и те же

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 28 обогреваемые поверхности. Испытываемые заготовки должны быть доведены до равновесного состояния, как описано выше.

Ускоренная обработка допускается при условии, что используемый метод не меняет свойств составляющих материалов.

Обработка при высокой температуре допускается при условии, что используемая температура ниже крити ческих температур всех материалов испытываемого образца.

Альтернативой обработке испытываемого образца целиком является обработка его частей в соответствии с приведёнными выше требованиями с последующей их сборкой при условии, что при сборке не будут использо ваться гигроскопические материалы.

В стандартах на испытание конкретных типов конструкций могут содержаться дополнительные или альтер нативные рекомендации по получению уравновешенной влажности.

Рекомендации по методам измерения влагосодержания:

a) Применение влагомера с непосредственным снятием показаний. Влагомеры с непосредственным сняти ем показаний являются удобным инструментом для определения влагосодержания готовых образцов. Однако, применение таких приборов имеет свои ограничения. При использовании этих приборов для определения влагосодержания железобетона стальная арматура может вызвать появление ошибок в показаниях в связи с проводимостью стали.

Таким же образом, композитные материалы из древесины, такие как конструкции из клеёной фанеры и многослойные клеёные конструкции приводят к возникновению ошибок в связи с проводимостью клеевых слоёв. В этих случаях следует использовать измерители на основе изолированного игольчатого электрода.

Несмотря на то, что влагомеры применяются для целого ряда материалов, они не всегда могут достаточно точно определить содержание влаги. В связи с этим, их применение должно быть ограничено теми прибора ми, которые продемонстрировали достаточную корреляцию с методами печной сушки, но применение даже таких приборов следует ограничить однородными материалами, не имеющими составных элементов. Когда применение влагомеров считается неприемлемым, следует использовать сушку в печи.

b) Сушка в печи. При использовании методов печной сушки необходимо определить среднее содержание влаги. Для этого в толстых образцах следует удалить сердцевину от поверхности до середины толщины. Эту

сердцевину необходимо взвесить, а затем сушить в печи при температуре (105 ± 5)°C (за исключением изде лий из строительного гипса, которые необходимо сушить при температуре (50 ± 5)°C) до тех пор, пока не будет достигнута равновесная масса, т.е. такое состояние, при котором результаты двух последовательных взвешиваний с интервалом в 24 часа отличаются друг от друга менее чем на 0,1%. Исходя из разницы между двумя массами, можно рассчитать содержание влаги. Следует соблюдать осторожность, чтобы при вынимании сердцевины образца, не изменилось содержание в ней влаги.

Предварительная обработка опорных конструкций

Когда испытываемый образец монтируется в опорную конструкцию (например, ненесущая стена монтиру ется в бетонную или кирпичную опорную конструкцию), полная обработка опорной конструкции может не понадобиться, если можно доказать, что не будет наблюдаться воздействий на поведение образца, вызванных избыточной влажностью и приводящих, например, к недостаточной прочности, отслаиванию, деформации, вызванной переувлажнением, температурным воздействиям и т.п.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Применение ограничителей

В зависимости от конструкции может быть подобран соответствующий ограничитель путём размещения об разца внутри жёсткой рамы. Этот метод применяется для перегородок и некоторых типов полов соответствую щим образом. В таких случаях щели между краями испытываемого образца и рамой должны быть заполнены несжимаемым материалом.

Приложение нагрузки

При испытании несущих конструкций испытываемая нагрузка должна быть приложена, по меньшей мере, за 15 мин. до начала испытания и при такой интенсивности, чтобы не возникло динамических эффектов. Все возникающие отклонения должны быть измерены. Если испытываемый образец выполнен из материалов, ко торые вызывают явные отклонения при приложении испытательной нагрузки, прилагаемая нагрузка должна

поддерживаться на одном уровне до начала огневого испытания до тех пор, пока все отклонения не стабили зируются. После приложения нагрузок и на протяжении всего испытания они должны оставаться постоянны ми, и в случае возникновения отклонения образца система нагружения должна быстро отреагировать, чтобы поддержать постоянное значение.

Начало испытания

Не ранее чем за пять минут до начала испытания необходимо проверить начальные значения температур,

регистрируемые всеми термопарами, чтобы удостовериться, что они не противоречат друг другу, и опреде лить исходные значения. Необходимо соответствующим образом получить и другие исходные значения (на пример, отклонения), и зафиксировать начальное состояние испытываемого образца.

Начальные значения средней температуры внутри печи (если применяется) и температуры необогревае мой поверхности образца должны составлять (20 ± 10)°C и не должны отличаться от начальной температуры

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 29 окружающей среды более чем на 5°C. Начальные значения температуры печных термопар должны быть в пределах (30 ± 20) °C.

Испытание должно начинаться, когда значение температур любой из печных термопар превысит 50°C. С этого момента измеряется фактическая продолжительность испытания, и все ручные и автоматические систе мы измерения и наблюдения должны в этот момент начать свою работу либо уже работать.

Измерения и наблюдения

Приведённые ниже измерения и наблюдения, если они необходимы, должны проводиться от начала испы тания.

Температуры

Температуры, регистрируемые всеми термопарами (за исключением переносной термопары), должны из меряться и фиксироваться с интервалом не более 1 минуты на протяжении всего периода нагревания. Кроме того, при использовании переносной термопары вблизи разрыва (например, между прилегающими панелями стены), центр диска не должен располагаться ближе чем в 15 мм от разрыва.

Переносную термопару следует прикладывать к любым предполагаемым участкам местного перегрева, ко торые возникают в ходе испытания. Если за 20 с. применения переносной термопары не достигнуто значение температуры в 150°C, нет смысла продолжать удерживать её до тех пор, пока не будет достигнуто устойчивое

состояние. Ограничения по использованию переносной термопары такие же, что и для стационарных термо пар. Переносная термопара используется только для оценки испытываемого образца в сравнении с показате лем максимальной температуры.

Давление внутри печи

Давление внутри печи должно измеряться и записываться непрерывно либо с интервалом не более 1 ми нуты.

Отклонение

Соответствующие отклонения испытываемого образца должны измеряться и записываться на протяжении всего испытания.

Испытываемые образцы несущих конструкций

При испытании образцов несущих конструкций измерения должны проводиться до и сразу же после при ложения испытываемой нагрузки, а также с интервалом в 1 мин. в период нагревания.

a) При испытании образцов горизонтальных несущих конструкций измерения следует проводить в месте, где прогнозируется возникновение максимального отклонения книзу (для конструкций на простых опорах это, как правило, середина пролёта).

b) При испытании вертикальных несущих конструкций продольное отклонение, которое выражается в увеличении высоты испытываемого образца, должно отражаться со знаком «плюс», а то, которое приводит к снижению высоты испытываемого образца по сравнению с изначальным значением, должно отражаться со зна ком «минус».

Дополнительные измерения отклонения (испытываемые образцы несущих и ненесущих конструкций)

Если в стандартах на испытание конкретных типов конструкций указаны соответствующие требования, то измерение отклонения должно проводиться в указанных местах и с нужной частотой, чтобы зафиксировать историю движения испытываемого образца. Соответствующий метод испытания содержит описание места и частоты проведения измерений каждого конкретного типа конструкции, подверженной испытанию. Может возникнуть необходимость увеличить частоту измерений в момент приближающегося нарушения целостности, чтобы получить информацию о расширенном применении.

Рекомендации по измерению отклонения вертикальных разделяющих конструкций с использованием репера

(постоянной точки отсчёта)

Следует измерять горизонтальное отклонение испытываемых образцов с целью получения информации об

истории движения образцов. Ниже подробно описан метод измерения горизонтального отклонения верти кальных разделяющих конструкций в случаях, когда отклонение не является показателем сбоя. В данном ме тоде не описывается временной интервал между измерениями или места, в которых эти измерения должны осуществляться. Эту информацию можно найти в стандартах на испытание конкретных типов конструкций.

Специалисты лаборатории должны обеспечить наличие репера, расположенного горизонтально поперёк испытываемого образца на той высоте, на которой необходимо провести измерение. Репером может служить жёсткий стержень, как правило, стальной, или проволока под натяжением пружины (как правило, стальная).

Репер должен быть расположен на некотором расстоянии от необогреваемой поверхности испытываемого образца, чтобы гарантировать, что отклонение испытываемого образца от печи не приведёт к его контакту с репером. Расстояния в 150 мм обычно достаточно, чтобы обеспечить необходимый промежуток. Репер должен быть таким, чтобы сам он не деформировался в сторону к или от печи под влиянием тепла, излучаемого об разцом.

Специалистам лаборатории необходимо иметь измерительный прибор для определения расстояния между репером и испытываемым образцом. Как правило, достаточно точные результаты даёт стальная линейка.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 30

Перед началом испытания необходимо закрепить репер(ы) поперёк передней части испытываемого образ ца на той высоте, где требуется провести измерения. На образце должны быть нанесены пометки (например, последовательность букв A, B, C, и т.д.) в местах проведения измерений. Для измерения значений оператор замеряет расстояние между репером и образцом и записывает их как значения начала отсчёта времени.

Удобной формой записи таких данных является таблица. Следует проводить измерения осторожно, чтобы не повредить образец.

Дальнейшие измерения после начала испытания следует проводить через необходимые промежутки вре мени, чтобы получить информацию об истории движения образца. Оператору следует соблюдать осторож ность, чтобы не подвергнуться чрезмерному тепловому воздействию при нахождении в непосредственной близости от испытываемого образца. Жёстких правил относительно интервалов измерений нет, однако ниже приводятся некоторые рекомендации:

30-мин. испытание: первые 20 мин. - каждые 10 мин., затем – каждые 5 мин.

60-мин. испытание: первые 50 мин.- каждые 10 мин., затем – каждые 5 мин.

90-мин. испытание: первые 80 мин. – каждые 20 мин., затем – каждые 5 мин.

120-мин. испытание: первые 100 мин. – каждые 20 мин., затем – каждые 10 мин.

180-мин. испытание: первые 150 мин. – каждые 30 мин., затем – каждые 10 мин.

240- мин. испытание: первые 210 мин. – каждые 30 мин., затем – каждые 10 мин.

Рекомендуется сократить интервал между измерениями, если на основе наблюдений можно предположить, что образец начинает разрушаться до предполагавшегося времени разрушения.

После того, как будут получены все значения измерений, прежде чем помещать их в протокол испытания,

их необходимо обработать, Необходимо вычесть измерения на начало отсчёта времени из всех других значе ний, чтобы получить движение в чистом выражении. При этом можно получить отрицательные значения: от клонение от печи. Значения следует внести в протокол испытания в табличной или графической форме.

Целостность

Если в описании соответствующего метода не указано иное, целостность разделяющих конструкций долж на определяться в ходе испытания с помощью ватных тампонов, измерителей промежутков и наблюдения за испытываемым образцом на наличие устойчивого горения.

Тампон из хлопка или натуральной ваты. Тампон из хлопка или натуральной ваты применяется посредст вом наложения рамы, внутри которой он закреплен, на поверхность испытываемого образца максимум на 30

секунд или до момента возгорания тампона (определяемого как пламенное горение или свечение при беспла менном горении). Обугливание тампона без пламени или свечения не учитывается. Допускаются небольшие изменения в местоположении тампона с целью достижения максимального эффекта от горячих газов.

При наличии неровностей поверхности испытываемого образца у отверстия, необходимо удостовериться в том, что при проведении измерений между тампоном и любой из частей поверхности испытываемого образца имеется просвет равный, по меньшей мере, 30 мм.

Оператор может проводить тестирование на определение целостности испытываемого образца. Данный вид контроля может включать в себя выборочное прикладывание ватного тампона на короткие промежутки времени к участкам, где прогнозируется нарушение целостности, и/или перемещение одного тампона по этим участкам и вокруг них. Обугливание тампона может указывать на приближающееся нарушение целостности, но для подтверждения нарушения необходимо использовать новый тампон выше описанным способом.

Время возгорания, а также место, где произошло возгорание, должны быть записаны.

Измерители промежутков. При использовании измерителей промежутков, размер отверстия в поверхности испытываемого образца должен измеряться с интервалом, который определяется в соответствии со скоростью разрушения образца. Должны поочерёдно использоваться два измерителя промежутков, не прилагая к ним чрезмерной силы, для определения следующего:

a) можно ли пропустить 6-миллиметровый измеритель промежутков сквозь испытываемый образец так, чтобы измеритель выступал в пространство печи, и его можно было бы передвинуть на расстояние в 150 мм вдоль щели; или b) можно ли пропустить 25-миллиметровый измеритель промежутков сквозь образец так, чтобы измери тель выступал в пространство печи.

Небольшие помехи на пути измерителя, которые оказывают незначительное воздействие либо не оказы вают воздействия на прохождение горячих газов через отверстие, не должны учитываться (например, не большое крепление поперёк строительного шва, который разошёлся из-за деформации).

Место и время, за которое измеритель промежутков проходит в отверстие внутри испытываемого образца как описано выше, должны быть записаны.

Нагрузка и ограничители

При испытании несущих элементов необходимо записать время, которое проходит до момента, когда испы тываемый образец не может больше выдерживать испытательную нагрузку. Все колебания измеряемых сил и/или моментов, необходимых для сохранения применяемого условия ограничения, должны быть записаны.

Поведение испытываемого образца

Необходимо вести наблюдение за основными чертами в поведении образца в ходе испытания и вести за пись о таких явлениях как выделение дыма, образование трещин, плавление, размягчение, отслаивание или обугливание и т.п. материалов испытываемого образца.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 31

Прекращение испытания

Испытание может быть прекращено по одной или нескольким причинам из приведённого ниже списка:

a) безопасность персонала или угроза нанесения ущерба оборудованию;

b) достижение выбранных эксплуатационных показателей;

c) просьба заказчика.

Если по пункту b) получен неблагоприятный результат, испытание может быть продолжено в целях полу чения дополнительных данных для прямого и/или расширенного применения.

Если испытание было прекращено до момента наступления сбоя по всем необходимым эксплуатационным показателям, должна быть указана причина его прекращения. Результат следует указать как время прекра щения испытания и оценивать его соответствующим образом.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Несущая способность

Это время, выраженное в полных минутах, в течение которого испытываемый образец сохраняет свою

способность выдерживать испытываемую нагрузку в ходе испытания. Способность выдерживать испытывае мую нагрузку определяется на основе степени и скорости отклонения, рассчитываемых на основе измерений, полученных, как описано выше. Поскольку отклонения могут возникать относительно быстро, ещё до того, как условия стабилизируются, показатель скорости отклонения не применяется до тех пор, пока степень отклоне ния не будет больше L/30.

Считается, что конструкция неспособна выдержать нагрузку, если превышены оба показателя, приведён ные ниже:

a) Для изгибающихся несущих конструкций:

Предел степени отклонения мм и

Предел скорости отклонения мм/мин.

где

L – размер пролёта в свету испытываемого образца, мм;

d – расстояние от крайнего волокна холодной зоны сжатия до крайнего волокна холодной зоны растяже ния сечения конструкции, мм;

D – отклонение, исчисляемое от начала нагревания, мм.

b) Для вертикальных несущих конструкций:

Предел степени сжатия по вертикали (отрицательное растяжение),

мм; и

Предел скорости сжатия по вертикали (отрицательное растяжение),

мм / мин.

где h – начальная высота испытываемого образца, мм;

С – сжатие по оси, исчисляемое от начала нагревания, мм.

Целостность

Это значения времени, выраженные в полных минутах, в течение которого испытываемый образец сохра няет свою разделяющую функцию в ходе испытания. При этом:

a) не происходит возгорания ватного тампона, прикладываемого к нему, как описано выше; или b) измеритель промежутков не проходит сквозь образец, как описано выше; или c) не возникает устойчивого горения.

Теплоизолирующая способность

Это время, выраженное в полных минутах, в течение которого испытываемый образец сохраняет свою разделяющую функцию в ходе испытания. При этом на необогреваемой поверхности образца не происходит:

a) повышения средней температуры по сравнению с начальной средней температурой более чем на

140°C; или b) повышения температуры в любой точке (включая показания переносной термопары) по сравнению с начальной средней температурой более чем на 180°C.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 32

Начальная средняя температура – это средняя температура необогреваемой поверхности в начале испы тания.

Некоторые элементы конструкции имеют пределы повышения температуры необогреваемой поверхности, отличающиеся от приведённых выше. Эти пределы могут применяться ко всему оцениваемому образцу или его части. Подробная информация о пределах повышения температуры и расположении зон, где допускается более высокое повышение температуры, приводится в стандарте на испытание конкретного типа конструкций.

Если образец содержит дискретные (обособленные) зоны с разной теплоизоляцией, их следует оценивать по отдельности в соответствии со стандартами на испытание конкретных типов конструкций для показателей как среднего, так и максимального повышения температуры.

Последствия сбоя некоторых эксплуатационных показателей

Зависимость «теплоизолирующая способность и целостность – несущая способность». Экс плуатационные показатели «теплоизолирующая способность» и «целостность» автоматически признаются не достигнутыми, как только показатель «несущая способность» перестаёт выполняться.

Зависимость «теплоизолирующая способность – целостность». Эксплуатационный показатель

«теплоизолирующая способность» автоматически считается не достигнутым, как только перестаёт выполнять ся показатель «целостность».

Для сравнения - эксплуатационные показатели в документе ГОСТ 30247.0-94 «Конструкции строительные. Методы ис пытаний на огнестойкость. Общие требования» [22], упоминаются в пункте 9 «Предельные состояния» (составленном на основе ИСО 834-1:1975 «Испытания на огнестойкость. Строительные конструкции. Часть 1: Общие требования» [14]), где идёт речь о потере несущей способности (R), потере целостности (E) и потере теплоизолирующей способности (I).

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

Протокол испытания должен содержать следующую информацию:

a) Наименование и адрес испытательной лаборатории.

b) Наименование и адрес заказчика.

c) Дата проведения испытания.

d) Код испытания.

e) (Если известно) Наименование производителя испытываемого образца и изделий и компонентов, ис пользованных при его изготовлении, а также маркировка и товарные знаки.

f) Описание конструкции испытываемого образца, включая описание, чертежи и основные характеристики компонентов. Описание и чертежи, включённые в протокол испытания, должны по мере осуществимости,

быть основаны на информации, предоставляемой заказчиком, и проверены в ходе исследования испытывае мого образца. Если специалисты лаборатории не изготавливают свои подробные чертежи для включения их в протокол, они должны засвидетельствовать подлинность предоставленного заказчиком чертежа или чертежей испытываемого образца и, по меньшей мере, одна копия этого чертежа или чертежей, должна быть включена в протокол. В протоколе должно быть указано, что включённые в него чертежи были предоставлены заказчи ком.

g) Соответствующие свойства материалов или компоненты, которые оказывают влияние на огнестой кость испытываемого образца. Если измерение некоторых из этих свойств осуществить невозможно, это должно быть зафиксировано в протоколе.

h) Способ сборки и установки испытываемого образца.

i) Подробная информация о предварительной обработке образца перед испытанием.

j) Информация об участии специалистов лаборатории в выборе испытываемого образца.

k) Для несущих конструкций: нагрузка, прилагаемая к испытываемому образцу, основание для её расчё та по информации от заказчика и способ приложения нагрузки.

l) Применяемые условия опирания и ограничения, а также причины выбора именно таких условий.

m) Для ассиметричных разделяющих конструкций необходимо указать плоскость, в которой испытывался образец, и обосновать причину выбора этой плоскости.

n) Информация о месте расположения всех термопар, прикреплённых к образцу, а также приборов для измерения давления и отклонения. Необходимо включить в протокол чертежи, на которых чётко отражено местоположение различных измерительных приборов, и обозначить эти приборы в соответствии с проводимы ми ими измерениями.

o) Температура окружающей среды в лаборатории в начале испытания.

p) Условия давления внутри печи по отношению к месту расположения испытываемой конструкции.

q) Кривые «температура – время» условий нагревания печи (температурный режим).

r) Обоснование правильности проведения испытания в случае, если допустимые отклонения от темпе ратурного режима, условий давления или условий окружающей среды в лаборатории были превышены по недосмотру.

s) Фактическая продолжительность, выраженная в полных минутах, от начала нагревания до времени сбоя по соответствующим показателям, включая:

i) степень отклонения, если это является показателем для оценки несущей способности, включая значение d, используемое для расчёта предела отклонения для изгибающихся элементов;

ii) максимальное отклонение, а также время и место его возникновения, подкреплённые соответст вующими графическими данными;

iii) тип сбоя относительно всех показателей целостности;

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 33 iv) положение или положения, в которых измерялось максимальное повышение температуры, если это привело к потере теплоизолирующей способности;

v) альтернативные или дополнительные процедуры в соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на ог нестойкость. Часть 2. Альтернативные и дополнительные процедуры» [5], например, тепловое излучение.

t) Результаты измерений со всех устройств измерения давления, устройств измерения отклонения, тер мопар с необогреваемой поверхности и, где необходимо, внутренних термопар, представленные в табличной или графической форме.

ПРИМЕЧАНИЕ: В протокол следует включать лишь подборку данных об измерениях, необходимую для де монстрации истории функционирования испытываемого образца. Например, нет необходимости заносить в таблицу показания каждой термопары, закреплённой на балке, фиксируемые с интервалом в 1 минуту на

протяжении всего 90-минутного испытания. Однако, рекомендуется внести в протокол все измерения, кото рые были сделаны незадолго до того, как произошёл сбой по всем рассматриваемым показателям. До и после этого периода интервал, через который полученные в ходе испытания измерения следует включать в прото кол, может быть больше, например, 5 или 10 минут.

u) Описание любых важных проявлений в поведении испытываемого образца.

v) Сфера прямого применения результатов, полученных в ходе оценки образца.

w) Следующие формулировки:

"В данном протоколе подробно описан способ изготовления, условия проведения испытания и результаты,

полученные в ходе испытания описанного здесь конкретного типа конструкции в соответствии с порядком про ведения испытания, изложенным в стандарте (указать наименование). Все значительные отклонения в разме ре, деталях конструкции, нагрузках, напряжённых состояниях, краевых условиях или условиях опирания кон цов, за исключением тех, что допускаются при прямом применении и указаны в описании соответствующего метода испытаний, в данном протоколе не представлены".

"В связи с особенностями проведения испытаний на огнестойкость и последующие трудности с количест венным выражением неточности измерений огнестойкости отсутствует возможность определить степень точ ности результата".

По просьбе заказчика помимо подробного протокола испытания может предоставляться краткая версия, в которую должны быть включены все подпункты, но информация в подпунктах f), g), h), i), k), 1), n), q), s), t) и u) может быть представлена в краткой форме.

Ниже приведён пример способа представления результатов испытания несущей разделяющей конструк ции, когда были превышены показатели целостности и теплоизолирующей способности, и испытание было прекращено по просьбе заказчика до того, как испытываемый образец утратил свою несущую способность:

- "Несущая способность: 128 мин. без потери несущей способности (испытание прекращено по просьбе за казчика);

- Целостность – устойчивое горение: 128 мин. без потери целостности (испытание прекращено по просьбе заказчика);

- Измеритель промежутков: 124 мин.;

- Ватный тампон: 120 мин.;

- Теплоизолирующая способность: 110 мин."

Ниже приведён пример способа представления результатов испытания ненесущей конструкции, имеющей две дискретные (обособленные) зоны с разной теплоизолирующей способностью.

- "Целостность – устойчивое горение: 66 мин. без потери целостности (испытание прекращено по просьбе заказчика);

- Измеритель промежутков: 62 мин.;

- Ватный тампон: 42 мин.;

- Теплоизолирующая способность в зоне 1: 41 мин.;

- Теплоизолирующая способность в зоне 2: 25 мин."

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 34

EN 1363–2. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ И ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПРО-

ЦЕДУРЫ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Как было указано в предыдущей главе, общие рекомендации по проведению испытаний на огнестойкость приведены в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Однако на практике возможно появление таких условий или сценариев, при которых стандартные условия не подходят,

либо есть необходимость рассмотреть дополнительные факторы. Причиной этого могут стать свойства изде лий, конструкция или сборка, их предназначение, а также обязательные требования, существующие в кон кретном государстве. В стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и допол нительные процедуры» [5] рассматриваются дополнительные и альтернативные процедуры, которые могут быть использованы в таких случаях, а именно: альтернативные температурные режимы (подробно описана

углеводородная кривая, кривая медленного нагрева и кривая огневого воздействия извне), измерение тепло вого излучения от необогреваемой поверхности разделяющих конструкций и проведение испытаний на удар.

Если ни в одном из альтернативных режимов нагрева потребности нет, применяется стандартный темпера турный режим (стандартная кривая «температура – время») согласно стандарту EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Аналогичным образом, испытание на удар и измерение теп лового излучения выполняются только в случае, когда это необходимо в связи с особыми условиями.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ РЕЖИМЫ

Углеводородная кривая

Для определения огнестойкости в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие тре бования» [4] условия нагрева рассматриваются исходя из заданного соотношения «температура – время».

Несмотря на то, что заданные условия нагрева соотносятся с теми, которые возникают при реальных пожа рах, невозможно охарактеризовать «усреднённый» пожар для последующего его использования в универ сальных целях, поскольку в некоторых случаях на практике встречаются сценарии, при которых вероятны значительные отклонения от стандартных условий. Одним из таких примеров является нефтехимическая и морская нефтяная промышленность, где существует угроза возникновения интенсивных пожаров, таких как пожары пролива, которые характеризируются высокой температурой и высокой скоростью распространения пожара. В случаях, где существуют установленные требования к подобному огневому воздействию, использу ется следующая углеводородная кривая.

Формула кривой «температура – время»

Представленная на рис.1 кривая «температура – время», обозначенная как углеводородная кривая, задана следующей формулой:

T = 1080 [ 1- 0.325 e -0.167t - 0.675 e -2.5 t ] + 20 где t – время от начала испытания, мин.;

Т – необходимая средняя температура печи, 0C

Обозначения:

T – температура, °C t – время, мин.

1. стандартная кривая «температура – время»

2. углеводородная кривая

3. кривая огневого воздействия извне

4. кривая медленного нагрева

Рис. 1 Кривые «температура – время»

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 35

Допустимые отклонения

Процентное отклонение (de) в площади по кривой средней температуры, зарегистрированное указанными печными термопарами, по отношению ко времени из площади заданной кривой «температура – время» должно быть в пределах:

a) 15% когда 5 < t ≤ 1 0 b) (15 - 0,5 (t - 10))% когда 1 0 < t ≤ 3 0 с) (5 - 0,083 (t - 30))% когда 30 < t ≤ 60 d) 2.5% когда t >60

где

de – процентное отклонение;

A – площадь при фактической кривой «температура – время»;

As – площадь при заданной кривой «температура – время»;

t – время, мин.

Все площади должны быть вычислены одним способом, т.е. суммированием площадей с интервалом не бо лее 1 мин., и должны исчисляться от нулевой отметки времени.

В любой момент времени по истечении 10 мин. от начала испытания температура, регистрируемая термо парой в печи, не должна отличаться от соответствующего значения температуры на заданной кривой «темпе ратура – время» более чем на 1000С.

При испытании образцов, которые горят быстро, может наблюдаться отклонение от значений заданной

кривой «температура – время», превышающее 100°C, в течение не более 10 мин., при условии, что такое из быточное отклонение вызвано внезапным возгоранием значительного количества горючих материалов, по вышающим температуру газа в печи.

Кривая огневого воздействия извне

Для определения огнестойкости в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие тре бования» [4] условия нагрева рассматриваются исходя из заданного соотношения «температура – время».

Бывают случаи, когда конструкции подвергаются менее жёстким условиям нагрева по сравнению с теми, ко торые возникают при пожаре внутри помещения, например: воздействие внешнего пожара или пламени, вы рывающегося из окон, на стены по периметру здания. При этом возникает необходимость обеспечить такую пожарную безопасность, при которой повторное попадание огня в здание будет предотвращаться. Поскольку внешний пожар по своей природе имеет дополнительные возможности рассеяния тепла, задается более низ кий уровень теплового воздействия.

Данное условие воздействия подходит только для оценки огнестойкости разделяющих конструкций. Для оценки балок и колонн и для измерения распространения внешнего пожара используют другие методы.

В случаях, где существуют установленные требования к подобному огневому воздействию, используется следующая кривая огневого воздействия извне.

Формула кривой «температура – время»

Представленная на рис.1 кривая «температура – время», обозначенная как кривая огневого воздействия извне, задана следующей формулой:

T = 660 [ 1 - 0,687 e - 0 . 3 2 t - 0,313 e -3.8 t ] + 20

где t – время от начала испытания, мин.;

Т – необходимая средняя температура печи, 0C.

Допустимые отклонения

Те же, что и для углеводородной кривой.

Кривая медленного нагрева

При медленном распространении пожара огнестойкость некоторых изделий, рассчитанная на основе стан дартной кривой «температура – время» в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестой кость. Часть 1: Общие требования» [4], может оказаться значительно меньшей, например, в случае с изде лиями, которые под воздействием тепла выделяют химически активные вещества. По этой причине предлага ется кривая медленно разрастающегося пожара. В случаях, где существуют установленные требования к по добному огневому воздействию, используется следующая кривая медленного нагрева.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 36

Формула кривой «температура – время»

Представленная на рис.1 кривая «температура – время», обозначенная как кривая медленного нагрева, задана следующей формулой:

Для 0< t ≤ 21 Т=154t 0.25 + 20

Для t > 21 Т = 345 log 10 (8(t - 20)+1)+20

где t – время от начала испытания, мин.;

Т – необходимая средняя температура печи, °C.

Допустимые отклонения

Те же, что и для углеводородной кривой.

Оценка эксплуатационных характеристик

Оценка эксплуатационных характеристик должна проводиться путём сравнения поведения образцов в ходе испытаний на основе кривой медленного нагрева и на основе стандартной кривой «температура – время», как описано в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Образцы должны быть одинаковы для каждого условия воздействия, при этом не обязательно, чтобы они были теми элементами, которые требуется классифицировать на огнестойкость.

Критерии

Периоды соблюдения критериев классификации на огнестойкость, которые оценивались при помощи кри вой медленного нагрева, должны быть эквивалентны периодам, полученным при стандартной кривой «темпе ратура – время», плюс 20 минут. Если периоды времени, при которых соблюдались критерии на огнестой кость, неэквивалентны, элементу присваивается более низкая степень огнестойкости, как описано выше.

ИСПЫТАНИЕ НА УДАР

Обрушение других элементов или объектов, которые подвергаются пожару, может повлиять на огнестой кость особых типов стен, выступающих в качестве противопожарных преград. Ниже описан базовый метод проведения испытания на удар, который при необходимости может быть применён к несущим или ненесущим огнестойким стенам.

Оборудование

Помимо стендового оборудования, описанного в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть

1: Общие требования» [4], и если применимо, в стандартах EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6] и EN 1365-1 «Испытания несущих конструкций на огнестойкость. Часть 1:

Стены» [9], необходимо наличие описанного ниже оборудования. Ударное тело должно быть подвешено на

неподвижную опору или каркас, которые сконструированы так, чтобы не деформировать испытываемый обра зец в условиях проведения испытаний на огнестойкость. Энергия удара достигается при маятниковом падении мешка сфероконической формы, наполненного свинцовой дробью (рис.2).

Обозначения:

1. стальной трос Ш 10

2. стальной трос Ш 5

3. мешок, наполненный свинцовой дробью

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 37

4. стальной трос Ш 6

Масса 200 кг.

Размеры указаны в мм

Рис. 2 Ударное тело

Ударное тело состоит из двухслойного мешка, размер которого в пустом виде составляет 650 мм х 1200 мм. Мешок заполняется другими мешками, в каждом из которых содержится по 10 кг свинцовой дроби диа метром 2–3 мм, и стягивается стальной лентой.

Заполненный мешок помещается в стальную проволочную сетку размером 1200 мм х 1200 мм с ячейками размером 50 х 50 мм и диаметром стальной проволоки – 5 мм. Общая масса ударного тела – 200 кг.

Ударное тело подвешивается кольцом к стальному тросу, присоединенному к фиксированной точке на

стендовом оборудовании, и размещается так, чтобы в нерабочем положении оно соприкасалось со строитель ным элементом в расчетной точке удара, при этом расстояние от фиксированной точки до центра мешка со ставляет (2750 ± 50) мм (рис. 3). Расчетная точка удара должна находиться в центре самой большой панели вблизи центра испытываемого образца.

Нанесение удара

Ударное тело приводится в исходное положение поднятием его в виде маятника при помощи соответст вующего подъемного устройства. Для этого стальной трос, состоящий из двух проволок диаметром 6 мм, дол жен быть плотно обмотан вокруг центра мешка и оснащен кольцом для крепления к подъемному устройству.

Высота падения 1.5 метра – это расстояние от чётко отмеченной горизонтальной линии посередине мешка с допустимым отклонением ± 50 мм (рис. 3). Она соответствует энергии удара в 3000 Нм.

Обозначения:

1. стальной трос Ш 10

2. образец

3. ударное тело (см. рис.2)

Размеры указаны в мм

Рис. 3 Стендовое оборудование для испытания на удар

По испытываемому образцу наносят три удара в течение 5 минут после окончания периода его огнестой кости согласно классификации. Для несущих стен первые два удара наносят, пока образец находится под на грузкой, а третий удар – после удаления испытательной нагрузки. В каждом случае в течение 2 минут после третьего удара проводятся наблюдения и измерения с учётом эксплуатационных показателей, а нагревание продолжается до тех пор, пока не закончатся наблюдения.

Протокол испытания

В протоколе должно быть указано, что испытание выполнено в соответствии со стандартом EN 1363-2

«Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5]. Он должен со держать информацию о результатах испытания на удар, включая описание точек удара, а также измерения и наблюдения с учетом повреждения и деформации.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 38

ИЗМЕРЕНИЕ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

В данном пункте описывается метод измерения теплового излучения при испытании на огнестойкость,

проводимом в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требова ния» [4]. Опасность, которую представляет тепловое излучение, оценивается в ходе испытания путём изме рения суммарного теплового потока. Поскольку конвективная теплопередача незначительно мала, в стандар те EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5] такое

измерение принято за измерение теплового излучения. Оно проводится в плоскости, параллельной необогре ваемой поверхности испытываемого образца и находящейся на расстоянии 1 м от неё и включает в себя как среднее значение, измеряемое напротив центра образца, так и максимальное значение, которое будет выше среднего значения либо равно ему, если образец не является стандартным источником теплового излучения.

В стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные проце дуры» [5] даны рекомендации по определению максимального значения.

Тепловое излучение от поверхности с температурой ниже 300 0С измерять не требуется, так как излуче- ние, выделяемое такой поверхностью, является низким (обычно 6 кВт/м – даже при коэффициенте излучения

1.0).

Оборудование

В дополнение к стендовому оборудованию, описываемому в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестой кость. Часть 1: Общие требования» [4], необходимы измерители теплового потока (радиометры), соответст вующие следующим техническим условиям:

Мишень:                               Мишень измерения не должна быть заграждена окном или под вержена продувке газом, т.е. она должна испытывать как конвекцию,
так и тепловое излучение.
Предлагаемый диапазон:                0 – 50 кВт/м2
Погрешность:                          ± 5% от максимального значения в диапазоне
Постоянная времени (время для         < 10 сек.
достижения 64% целевого значе ния):
Угол обзора:                          180 ±5°

Порядок выполнения измерения

Расположение. Любой измеритель теплового потока должен быть расположен на расстоянии 1 м от не обогреваемой поверхности испытываемого образца.

В начале испытания мишень каждого измерителя теплового потока должна находиться параллельно (±5º) плоскости необогреваемой поверхности испытываемого образца. Мишень должна быть ориентирована на не обогреваемую поверхность испытываемого образца.

В поле зрения не должно быть других поверхностей с сильным тепловым излучением за исключением об разца. Измеритель потока не должен быть огражден или скрыт, чтобы не ограничивать поле зрения.

Специальные точки. Измерения должны быть проведены в следующих точках:

а) Напротив геометрического центра образца – так называемый средний уровень теплового излучения.

b) В точке, где ожидается максимальный тепловой поток. Определяется логически или вычисляется на осно ве геометрии образца. Если образец симметричен относительно своего центра и стандартного источника теп лового излучения, эта точка будет совпадать с пунктом a).

Если образец имеет зоны с разной теплоизолирующей способностью и/или проницаемостью, то опреде лить точку максимальной интенсивности теплового потока может быть сложно. В этих случаях необходимо использовать следующую процедуру:

i) Определить все зоны площадью более 0.1 м , где температура может превысить 300°C. Измерить те пловое излучение напротив условного центра каждой такой зоны.

ii) Две или более одинаковые смежные части образца, имеющие одну высоту или ширину, находящиеся на расстоянии менее 0.1 метра друг от друга, могут быть приняты за единую поверхность теплового излучения.

iii) Если зона или подзона образца, температура которого не должна превысить 300°C, составляет менее

10% от общей площади рассматриваемых зон или подзон, эта зона или подзона может быть включена в единую поверхность теплового излучения. Это касается небольших участков, таких как горбыль ки/накладные профили.

Измерение. Измерения, проведенные в каждой точке, должны регистрироваться на протяжении всего испы тания с интервалом не более одной минуты.

Протокол испытания

По каждой отдельной точке измерения регистрируется время, за которое измеряемое тепловое излучение превысило значения в 5, 10, 15, 20 и 25 кВт/м2, а также делается отметка о том, в сравнении с каким уровнем сделаны эти наблюдения – средним или максимальным.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 39

ENV 1363–3. ПРОВЕРКА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИ-

СТИК ПЕЧЕЙ ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ

Согласно техническим условиям теплового воздействия печей для испытаний на огнестойкость, достаточно того, чтобы печи поддерживали определённый температурный режим (зависимость «температура – время») под контролем термопар заданного типа. Для получения воспроизводимого метода испытаний необходимо,

чтобы тепловые воздействия, оказываемые печами разной конструкции, находились в определённых преде лах. В стандарте ENV 1363-3 «Испытания на огнестойкость. Часть 3: «Проверка эксплуатационных характери стик печей» [12] описана процедура проверки характеристик теплового воздействия печей, применяемых для

испытаний на огнестойкость разделяющих конструкций. Кроме того, описанная процедура позволяет опреде лить, находится ли концентрация кислорода и распределение статического давления в печи в заданных пре делах. Колебания в давлении и содержании кислорода влияют на измерения целостности при использовании ватного тампона, а колебания в содержании кислорода также влияют на интенсивность горения воспламе няемых испытываемых образцов.

Процедура проверки проводится с использованием ряда измерительных элементов, установленных внутри опорной конструкции. Измерительные элементы состоят из двух стальных пластин с теплоизоляцией. Испыты ваемую конструкцию помещают в стандартные условия нагревания и давления, описанные в стандарте EN

1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], в течение 60 минут, и с помощью из мерительных элементов производят замеры температуры обогреваемой поверхности стальной пластины. Кро ме того, в печи производят замеры распределения статического давления в нескольких местах и концентра ции кислорода. Характеристики теплового воздействия печи считаются допустимыми, если измерения, полу ченные с помощью измерительных элементов, а также распределение статического давления и концентрация кислорода находятся в пределах, описанных в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1:

Общие требования» [4].

Процедура проверки печей проводится для новых печей, после смены футеровки (замены > 30% футеров ки), после капитального ремонта печи либо один раз в два года.

Испытательное оборудование и условия нагревания и давления, а также атмосфера в печи описаны в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Каждый элемент должен состоять из слоёв теплоизоляционной плиты из силиката кальция, вставленной

между двумя стальными пластинами толщиной 5 мм и 2 мм. Стальная пластина большей толщины подвергает ся огневому воздействию. Номинальные размеры конструкции: 290 мм x 290 мм. Она показана на рис.1-4 и состоит из следующих деталей:

a) Фибровые прокладки. Изоляционные фибровые прокладки, применяемые в конструкции измерительного элемента, должны иметь плотность (900+ 100) кг/м .

b) Пружинное болтовое соединение. Стальные пластины должны быть скреплены четырьмя соединениями из пружинных болтов. Вместе с изоляционными фибровыми прокладками они помогают предотвратить рас пространения тепла в ходе испытаний.

c) Стальная пластина с необогреваемой стороны. Пластина, представляющая собой необогреваемую по верхность измерительного элемента, должна быть изготовлена из стали номер 1.4436 в соответствии со стан дартом EN 10088-2 «Стали нержавеющие. Часть 2. Технические условия поставки листовой и полосовой стали общего назначения» [1] или аналогичным, как показано на рис.3.

d) Термопары. Две термопары зачеканивают к каждой стальной пластине в местах, указанных на рис.1.

Электроды должны следовать изотерме сквозь горячий спай на расстоянии 20 мм от этого спая. Термопары должны соответствовать требованиям, описанным в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть

1: Общие требования» [4], либо следующим: термопары с электродами ∅ 1.0 мм или менее; погрешность из мерения: < ± 5 ºC; диапазон: 0 - 1200 ºC.

e) Теплоизоляционные плиты должны состоять из неорганического изоляционного материала плотностью

(280+ 30) кг/м3 и толщиной (10 +1) мм.

f) Стальная пластина с обогреваемой стороны. Стальная пластина, представляющая собой обогреваемую поверхность измерительного элемента, должна быть изготовлена из стали номер 2.4816 в соответствии со стандартом EN 10095 «Жаропрочные стали и никелевые сплавы» [2] согласно рис.4.

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников                        Стр 40
Обозначения:
A–A
1. Фибровая прокладка – толщина 3 мм               11. Монтажный кронштейн клеммной колодки термо пары
2. Стальная шайба – 5 x 13 x 1 мм                  12. Клеммная колодка термопары
3. Болт – M4 x 20                                  13. Фибровая прокладка – приклеена к 11
4. Пружина – проволока ∅ 2.8 мм, внутр. ∅ 17.2 мм, 14. Винт для листового металла
длина 39.2 мм                                   15. Минеральное волокно – толщина 5 мм
5. Гайка – M8                                      16. Плита из силиката кальция – толщина 10 мм
6. Фибровая прокладка – толщина 3 мм               17. Плиты из силиката кальция – толщина 20 мм
7. Стальная шайба – 9 x 30 x 2 мм                  18. Стальная пластина – 5 мм (см. рис.4)
8. Стальная пластина – 2 мм (см. рис.3)            19. Электроды термопары, ∅ 0.8 мм, зачеканенные в
9. Электроды термопары, ∅ 0.8 мм, зачеканенные в       пластину
пластину
Размеры указаны в мм

Рис. 1 Монтаж измерительного элемента: поперечный разрез

1. Места расположения термопар

Размеры указаны в мм

Рис. 2 Монтаж измерительного элемента: вид с необогреваемой стороны

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 41

Вид с необогреваемой стороны

См. условные обозначения к рис. 1

Размеры указаны в мм

Рис. 3 Необогреваемая стальная пластина

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 42

Вид с обогреваемой стороны

Размеры указаны в мм

Рис. 4 Обогреваемая стальная пластина

ТР-5043 Огнестойкость остекленных фасадов. Обзор зарубежных источников Стр 43

УСТАНОВКА ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА

Измерительные элементы должны быть установлены в опорную конструкцию, как показано на рис.5.

Обозначения:

B - ширина проёма печи

H - высота проёма печи

Рис. 5 Опорная конструкция: вид с необогреваемой стороны

Опорная конструкция должна быть изготовлена из бетона минимальной номинальной толщины 100 мм. Ес ли речь идёт об испытании стен, применяется одна из жёстких конструкций высокой или низкой плотности, описанных в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Отверстие, в которое устанавливаются измерительные элементы, должно быть со скосами, как показано на рис.6, для обеспечения свободного доступа воздуха к обогреваемой поверхности измерительных элементов.

Обозначения:

1. арматурная сетка (25 мм мин. покрытие) – если изготовлено из бетона

2. стержневая пробка

3. крепёж для теплоизоляционной плиты

Размеры указаны в мм

Рис. 6 Отверстие в опорной конструкции с измерительным элементом

(см: участок AA, рис. 5)

Обогреваемая поверхность опорной конструкции должна быть облицована несгораемой теплоизоляцион- ной плитой плотностью (310 + 30) кг/м и толщиной (10 + 1) мм.

Размеры испытываемой конструкции и размещение измерительных элементов должны соответствовать

оцениваемой печи. Если площадь проёма печи не больше 4м (например, 2 x 2 м), требуется только один из мерительный элемент в центре опорной конструкции. Испытываемая конструкция должна пройти предвари тельную обработку согласно стандарту EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования»

[4] и быть установлена таким образом, чтобы обогреваемая поверхность была целиком подвержена условиям нагревания.

ПРИМЕНЕНИЕ КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Температура. Печные термопары должны размещаться, по меньшей мере, по одной на каждые 1.5м2 пло щади обогреваемой поверхности испытываемой конструкции. Термопары должны быть размещены таким об разом, чтобы сторона A была обращена к задней стене печи, если это вертикальная печь (для испытаний стен), или к полу печи, если это горизонтальная печь.

Давление. Печь должна быть оснащена датчиком для контроля за статическим давлением в печи в соот ветствии с условиями, указанными в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие тре бования» [4]. Кроме того, печь должна быть оснащена датчиками для измерения распределения статического

давления по испытываемой конструкции. Они должны быть расположены, как показано на рис.7, и соответст вовать следующим требованиям: погрешность измерения: < 2 Па; постоянная времени: < 10 с.; диапазон: 0 -

50 Па.

Рис. 7 Размещение датчиков давления, P1…P5

Содержание кислорода. Печь должна быть оснащена газоотборным устройством, установленным в месте, где состав газа является характерным для среды в печи: в вертикальных печах – по середине высоты в (100 +

50) мм от обогреваемой поверхности испытываемой конструкции; в горизонтальных печах – недалеко от цен тра печи в (100+50) мм от обогреваемой поверхности испытываемой конструкции. Во всех печах следует из бегать измерений непосредственно в зоне горения горелок, рядом со вспомогательными приточными отвер стиями или отверстием дымохода. Датчики и измерительные приборы должны соответствовать следующим требованиям: погрешность измерения: < 0.5% O2; постоянная времени: < 30 с.; диапазон применения: 1 -

10% O2.

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Испытания проводятся в соответствии с порядком, описанным в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огне стойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Продолжительность испытания - 60 мин. Помимо измерений, ука занных в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], необходимо провести измерения следующих показателей:

Температура измерительного элемента. Температуры обогреваемых стальных пластин каждого измери тельного элемента должны измеряться не реже одного раза в минуту. По каждому измерительному элементу

записывается среднее значение двух температур обогреваемой стальной пластины. Средние значения темпе ратур Ts,av обогреваемой стальной пластины всех измерительных элементов должны быть подсчитаны и запи саны.

Содержание кислорода в печи измеряется с интервалом не более 1 минуты. Каждые 5 минут от начала ис пытания подсчитывается и записывается среднее значение содержания кислорода за предшествующие 5 ми нут.

КРИТЕРИИ ПРОВЕРКИ

Тепловые характеристики. Базовая кривая «температура – время» приведена в таблице 1. Тепловые ха рактеристики считаются допустимыми, если Ts.av находится в пределах ± 50ºC от базовой температуры через

10 минут от начала испытания.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 45

Таблица 1. Базовая кривая «температура – время»

Время (мин.) Температура (ºC) Время (мин.) Температура (ºC) Время (мин.) Температура (ºC)

0 20 35

1 44 36 853 70

2 83 37 857 71

3 134 38 861 72

4 193 39 866 73

5 257 40 870 74

6 324 41 874 75

7 390 42 878 76

8 453 43 882 77

9 506 44 885 78

10 540 45 889 79

11 587 46 892 80

12 617 47 896 81

13 642 48 899 82

14 664 49 902 83

15 682 50 906 84

16 699 51 909 85

17 714 52 912 86

18 726 53 915 87

19 738 54 918 88

20 748 55 921 89

21 758 56 923 90

22 767 57 926 91

23 775 58 929 92

24 783 59 931 93

25 790 60 934 94

26 797 61 937 95

27 804 62

28 810 63

29 816 64

30 822 65

31 828 66

32 833 67

33 838 68

34 843 69

Характеристики давления. Отклонение измеренного давления от значений базового распределения давле ния, приведённое в данной формуле, не должно ни в одном из мест превосходить 2 Па:

где:

T – абсолютная температура в печи (среднее значение показателей печных термопар), градусы Кельвина;

g – ускорение свободного падения (= 9.81 м/с2);

∆y – разность высот положения конкретного датчика и положения, в котором было зафиксировано самое высокое значение статического давления.

Концентрация кислорода должна быть в пределах, указанных в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огне стойкость. Часть 1: Общие требования» [4], через 10 минут от начала испытания.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

В протоколе испытания должно быть записано следующее:

a) указание, что процедура проверки проведена в соответствии со стандартом ENV 1363-3 «Испытания на огнестойкость. Часть 3: «Проверка эксплуатационных характеристик печей» [12];

b) наименование и адрес испытательной лаборатории;

c) идентификация печи, проверка которой проводилась;

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 46 d) дата проведения испытания;

e) детали опорной конструкции;

f) метод монтажа измерительных элементов в опорную конструкцию;

g) описание процедуры предварительной обработки опорной конструкции;

h) кривые «температура – время» температурных датчиков;

i) показатели всех датчиков давления, представленные в табличной и/или графической форме;

j) отклонения Ts,av от значений температуры, соответствующих базовой кривой «температура – время», и указание, находятся ли они в пределах допустимого отклонения в 50°C;

k) отклонения измеренного давления от значений базового распределения давления и указание, находятся ли они в пределах допустимого отклонения в 2 Па;

l) измерения концентрации кислорода с учётом времени и указание, находятся ли они в пределах допусти мых отклонений, приведённых в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требова ния» [4].

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ

Измерение температуры необогреваемой поверхности измерительного элемента

Что касается показателя теплоизолирующей способности разделяющих конструкций, решающей в оценке огнестойкости является температура необогреваемой поверхности. Для получения этой информации необхо димо сделать замеры температуры необогреваемой стальной пластины измерительного элемента. Однако из практических соображений процедура проверки проводится на основе данных о температуре обогреваемой поверхности. Таким образом проводится калибровка только печей для испытаний на огнестойкость. В связи с этим, полезно добавить к измерениям температуру необогреваемой поверхности и температуру окружающей среды.

Контрольно-измерительное оборудование:

a) Датчики температуры измерительного элемента. Рекомендуется установить по два датчика температуры с внутренней стороны необогреваемой стальной пластины каждого измерительного элемента. Способ крепле ния, положение и свойства датчиков должны соответствовать описанному выше.

b) Датчик температуры окружающей среды. Необходимо установить датчик для измерения температуры

воздуха рядом с испытываемой конструкцией. Датчик должен находиться на расстоянии 10 - 50 см от испыты ваемого образца и защищён от необогреваемой поверхности испытываемой конструкции и других горячих поверхностей, как описано в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования»

[4].

Датчик и прибор сбора данных должны соответствовать следующим требованиям: погрешность измерения:

± 1 ºC; постоянная времени: < 60 с.; диапазон: 10 - 30 ºC.

Процедура измерения. Температура необогреваемой стальной пластины каждого измерительного элемента

должна измеряться с интервалом не более 1 минуты. По каждому измерительному элементу должны быть за писаны средние значения двух температур необогреваемой поверхности. Также должно быть записано сред нее значение температур необогреваемой стальной пластины всех измерительных элементов. Температура окружающей среды должна измеряться с интервалом не более 1 минуты.

Измерение динамического давления

Конвективная составляющая теплопередачи к калибровочным элементам зависит от скорости газа парал лельно поверхности. Кроме того, для некоторых испытываемых образцов скорость газа может быть важна и

по другим причинам, например, в плане абразивного действия при вздувшейся краске. Измерения, проводи мые в ходе процедуры проверки, не дают информации об этой скорости. В связи с этим рекомендуется во время проверки собрать информацию о скорости газа посредством измерения динамического давления в плоскости параллельной испытываемой конструкции, расположенной за пределами граничного слоя газового потока печи.

Контрольно-измерительное оборудование. Рекомендуется установить в печах датчики для измерения ди намического давления, которые должны быть размещены из расчета один датчик на каждые 2 м2 обогревае мой поверхности испытываемой конструкции. Это должны быть датчики типа Прандтля. Датчики динамиче ского давления должны быть установлены на расстоянии 10 см от обогреваемой поверхности испытываемой измерительной конструкции. Они должны быть расположены против потока в плоскости обогреваемой по верхности (направление максимальных измерений).

Датчик и прибор сбора данных должны соответствовать следующим требованиям: погрешность измерения:

<1 Па; постоянная времени: < 10 с.; диапазон: 0 - 50 Па.

Процедура измерения. Динамическое давление должно измеряться в каждом из мест в течение, по мень шей мере, 1 минуты как минимум один раз за время испытания. Среднее значение за 1 минуту должно быть записано. Измерения можно делать с помощью одного датчика при условии, что возможна быстрая смена ме стоположения датчика.

Измерение основных составляющих теплового потока в печи

Температура газа в печи является основным источником теплового воздействия на испытываемый обра зец. Температура, определяемая достаточно простой термопарой, применяемой для контроля печи, фактиче ски зависит от сложного баланса между конвективной теплопередачей от газа печи и лучистым теплообменом

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 47 со стенами печи и испытываемым образцом. На баланс влияют такие параметры, как: тепловая инерция стен

и испытываемого образца и излучательная способность печи (содержание сажи, эффективные размеры, гео метрия пламени). Следовательно, показания печных термопар находятся в сложной взаимосвязи с тепловыми свойствами печи. Поскольку печные термопары используются для контроля печи, то же касается и теплового воздействия на испытываемый образец.

Для оценки возможных причин проблем, возникающих при получении необходимой реакции, полезно иметь информацию об основных компонентах теплового воздействия на испытываемый образец. Поскольку систематических измерений подобного рода по печам для испытаний на огнестойкость ранее зафиксировано не было, на данном этапе нет возможности дать рекомендации по требованиям к контрольно-измерительному оборудованию или процедуре измерения. Для этого потребуются дальнейшие исследования. Ниже приведён неполный список полезных параметров для измерения, а также предложено соответствующее оборудование:

− температура газа (отсасывающий пирометр), распределение внутри печи;

− интенсивность теплового излучения на поверхности испытываемого образца (эллипсоидальный радио метр);

− суммарный тепловой поток на поверхности испытываемого образца (измеритель теплопроводности мето дом теплового потока);

− температура стены печи (термопара).

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 48

EN 1364–1. ИСПЫТАНИЯ НЕНЕСУЩИХ СТЕН НА ОГНЕСТОЙ-

КОСТЬ

В данной главе представлен метод определения огнестойкости ненесущих стен. Целью проведения испы таний на огнестойкость является измерение способности репрезентативного образца ненесущей стены пре пятствовать распространению огня с одной стороны на другую. Метод распространяется на внутренние нене сущие стены с остеклением и без него, ненесущие стены, практически полностью состоящие из стекла (остек ленные ненесущие стены) и другие ненесущие внутренние и наружные стены с остеклением и без него. Огне стойкость ненесущих наружных стен определяется в условиях огневого воздействия изнутри или извне. При

воздействии извне используется кривая огневого воздействия извне, описанная в стандарте EN 1363-2 «Испы тания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5]. Данная глава не рас пространяется на навесные фасады (подвесные наружные ненесущие стены перед плитой перекрытия) и не несущие стены с дверными конструкциями. В последнем разделе представлены особые требования по испы танию остекления.

СТЕНДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Кроме стендового оборудования, указанного в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1:

Общие требования» [4] и, если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5], необходимо наличие испытательной рамы, жесткость которой должна оцениваться путем приложения расширяющей силы внутри рамы посередине между двух расположенных друг напротив друга элементов рамы, и измерения увеличения внутренних размеров в этих положениях. Оценка должна производиться в обоих направлениях рамы, с измерением увеличения внутренних размеров испыта тельной рамы, которое не должно превышать 5 мм при приложенной силе в 25 кН.

Применение контрольно-измерительного оборудования

Измерение температуры

Измерение температуры производится с помощью термопар.

Печные термопары (плоские термометры). Необходимо обеспечить наличие плоских термометров в

соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Коли чество термометров не должно быть меньше одного на каждые 1,5 м2 площади обогреваемой поверхности испытываемой конструкции. Следует так направить плоские термометры, чтобы сторона «А» выходила на заднюю стену печи.

Термопары на необогреваемой поверхности. Для неизолированных ненесущих стен с остеклением или без него, измерение температуры на необогреваемой поверхности не требуется, и, следовательно, нет необходимости в установке термопар. Для стен с ожидаемыми показателями теплоизолирующей способности

более 5 минут, с целью получения значений средней и максимальной температуры на необогреваемую по верхность следует прикрепить термопары в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестой кость. Часть 1: Общие требования» [4]. На рис.1-14 представлены примеры размещения термопар на необог реваемой поверхности. Cнятие термопар осуществляется по общим правилам, описанным в стандарте EN

1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 49

Обозначения:

o положение термопар для среднего повышения температуры

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности»)

● положения для измерения отклонения

1 закрепленный край

2 свободный край

3 испытательная рама

A, B, C, D и E см. рис. 2

Размеры указаны в мм

Рис. 1 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности и положений для изме рения отклонения для кирпичных стен

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 50

Обозначения:

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности») общее размещение термопар представлено на рис. 1

Размеры указаны в мм

Рис. 2 Примеры размещения термопар на необогреваемой поверхности для кирпичных стен

Обозначения:

o положение термопар для среднего повышения температуры

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности»)

● положения для измерения отклонения

1 закрепленный край

2 свободный край

3 испытательная рама

A, B, C, D и E см. рис. 4

Размеры указаны в мм

Рис. 3 Примеры размещения термопар и положений для измерения отклонения для готовых панельных стен

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 51

Обозначения:

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности») общее размещение термопар представлено на рис. 3

Размеры указаны в мм

Рис. 4 Примеры размещения термопар на необогреваемой поверхности для сборных панель ных стен

Обозначения:

o положение термопар для среднего повышения температуры

□ положение термопар для максимального повышения температуры

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 52

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности»)

● положения для измерения отклонения

1 закрепленный край

2 свободный край

3 испытательная рама

A, B, D, E и F см. рис. 6 и 7

Размеры указаны в мм

Рис. 5 Примеры размещения термопар и положений для измерения отклонения для пустоте лых панельных стен с металлическим или деревянным каркасом

Обозначения:

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности») общее размещение термопар представлено на рис. 5

Размеры указаны в мм

Рис. 6 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности для пустотелых стен с металлическим каркасом

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 53

Обозначения:

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности») общее размещение термопар представлено на рис. 5

Размеры указаны в мм

Рис. 7 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности для стен с деревянным каркасом

Обозначения:

o положение термопар для среднего повышения температуры

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности»)

● положения для измерения отклонения

1 закрепленный край

2 свободный край

3 испытательная рама

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 54

A, B, C, D, E и F см. рис. 9

Размеры указаны в мм

Рис. 8 Примеры размещения термопар и положений для измерения отклонения для пустоте лых панельных стен с металлическим или деревянным каркасом с горизонтальными стыковыми соединениями и электроустановками

Обозначения:

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности»)

1 электроустановка общее размещение термопар представлено на рис. 8

Размеры указаны в мм

Рис. 9 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности для пустотелых па нельных стен с металлическим каркасом с горизонтальными стыковыми соединениями и элек троустановками

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 55

Обозначения:

□ положение термопар для максимального повышения температуры

(буквенное обозначение термопар соответствует разделу «Максимальная температура необогреваемой по верхности»)

1 электроустановка общее размещение термопар представлено на рис. 8

Размеры указаны в мм

Рис. 10 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности для пустотелых па нельных стен с деревянным каркасом с горизонтальными стыковыми соединениями и электроус тановками

Обозначения:

o w положение термопар для среднего повышения температуры (см. раздел «Средняя температура необог реваемой поверхности») o g положение термопар для среднего повышения температуры (см. раздел «Среднее повышение темпера туры»)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 56

□ w положение термопар для максимального повышения температуры сплошной стены (см. раздел «Мак симальная температура необогреваемой поверхности»)

□ g положение термопар для максимального повышения температуры (см. раздел «Максимальное повыше ние температуры»)

● положения для измерения отклонения

1 закрепленный край

2 свободный край

3 испытательная рама

A, B, C, D и E см. рис. 12

Размеры указаны в мм

Рис. 11 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности и положений для из мерения отклонения для сплошных стен с зоной изолированного остекления (2-мя дискретными зонами)

Обозначения:

□ w положение термопар для максимального повышения температуры сплошной стены (см. раздел «Мак симальная температура необогреваемой поверхности»)

□ g положение термопар для максимального повышения температуры стекла общее размещение термопар представлено на рис. 11

Размеры указаны в мм

Рис. 12 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности для сплошных стен с зонами остекления, изоляционного стекла

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 57

Обозначения:

o положение термопар для среднего повышения температуры (см. раздел «Среднее повышение темпера туры»)

□ положение термопар для максимального повышения температуры (см. раздел «Максимальное повыше ние температуры»)

● положения для измерения отклонения

1 закрепленный край

2 свободный край

3 испытательная рама

A, B, C, D и E см. рис. 14

Размеры указаны в мм

Рис. 13 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности и положений для из мерения отклонения для полностью остекленных стен

Обозначения:

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 58

□ положение термопар для максимального повышения температуры (см. раздел «Максимальное повыше ние температуры») общее размещение термопар представлено на рис. 13

Размеры указаны в мм

Рис. 14 Пример размещения термопар на необогреваемой поверхности для полностью остек ленных стен

Средняя температура необогреваемой поверхности

Однородные ненесущие стены. Для испытываемых образцов однородных ненесущих стен с учетом их ожи даемой теплоизоляции, средняя температура необогреваемой поверхности должна измеряться при помощи пяти термопар, одной, расположенной ближе к центру образца, а другой – ближе к центру каждой четверти отрезка. На рис. 1, 3, 5, 8 и 13 представлено несколько типичных примеров.

Неоднородные ненесущие стены. Для испытываемых образцов неоднородных ненесущих стен, т.е. содер жащих дискретные зоны 0,1 м2 с ожидаемыми различными показателями теплоизолирующей способности, например, остекление, среднее повышение температуры каждой дискретной зоны следует отслеживать от дельно. Среднее повышение температуры измеряется при помощи распределенных в каждой дискретной зоне термопар. На каждые 1,5 м2 или часть образца должна приходиться одна термопара. В каждой дискретной зоне должны размещаться минимум две термопары. На рис. 11 представлен типичный пример.

Максимальная температура необогреваемой поверхности

Для определения максимальной температуры необходимо разместить термопары на необогреваемой по верхности следующим образом:

a) посередине ширины верхней части образца b) в верхней части образца вдоль стоечного профиля/вертикального импоста c) в месте соединения стоечного профиля с горизонтальной обвязкой в системе ненесущих стен d) посередине высоты закрепленного края e) посередине свободного края, на расстоянии 100 мм от края f) посередине ширины, если возможно, на стыке с горизонтальным стыковым соединением (зоной по ложительного давления) g) посередине высоты, если возможно, на стыке с вертикальным стыковым соединением (зоной положи тельного давления)

Термопары для оценки теплоизолирующей способности не должны располагаться ближе, чем на 100 мм от любой дискретной зоны, теплоизолирующая способность которой не измеряется.

Измерение давления

Приборы для измерения давления должны располагаться в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испы тания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

Отклонение

Для определения истории всех значительных отклонений (т.е. >5 мм) испытываемого образца во время проведения испытания необходимо предоставить соответствующее контрольно-измерительное оборудование.

Измерения должны проводиться по центру образца и посередине высоты, на расстоянии 50 мм от свободного края. Для составления истории движения образца во время проведения испытания необходимо выдерживать

достаточный интервал измерений. В стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие тре бования» [4] представлено руководство по применению измерений отклонения. Измерение отклонения явля ется обязательным требованием, хотя эксплуатационные показатели для проверки этих измерений отсутству ют. Отклонение испытываемого образца важно для определения расширенной сферы применения результа тов испытаний.

Тепловое излучение

Если требуется измерить тепловое излучение, следует разместить радиометры в соответствии с описанием в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры»

[5].

Удар

Если требуется испытать прочность на удар, данные испытания необходимо проводить в соответствии с описанием в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5].

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Условия нагрева и давления и атмосфера в печи должны соответствовать требованиям стандарта EN 1363-

1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4] и, если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5].

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 59

ИСПЫТЫВАЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ

Размер образцов

Если в реальных условиях высота или ширина конструкции составляет 3 м или меньше, то испытываемый образец должен быть в натуральную величину. Если размеры конструкции превышают 3 м, то эти же размеры испытываемого образца должны быть не менее 3 м.

Количество образцов

Количество испытываемых образцов должно соответствовать требованиям стандарта EN 1363-1 «Испыта ния на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Если требуется информация по различным условиям огневого воздействия, или если конструкция оценивается с остеклением и без него, необходимо проведение дополнительных испытаний для каждого конкретного случая с использованием отдельных испытываемых об разцов.

Конструкция

Испытываемый образец должен либо полностью воспроизводить конструкцию, которая будет использо ваться в реальных условиях, включая необходимую отделку поверхности, влияющую на поведение конструк ции при проведении испытаний, либо быть сконструирован для достижения наиболее широкого применения результатов испытаний к другим аналогичным конструкциям.

Необходимо учитывать все влияющие на огнестойкость характеристики конструкции, важные для наибо лее широкого применения. В разделе «Особые требования» представлено описание конструкции остекленных

испытываемых образцов. Испытываемый образец не должен состоять из разных типов материалов конструк ции, например, кирпича или блоков в стене, за исключением случаев, когда конструкция применяется именно в таком виде в реальных условиях. Если в испытываемом образце можно соединить как минимум две панели

полной ширины, свободный край образца должен прилегать к полноразмерной панели на обогреваемой по верхности. Если в испытываемом образце невозможно соединить две полноразмерные панели, одна полно размерная панель должна быть расположена по центру образца с меньшими панелями одинаковой ширины с каждой стороны. Ширина меньших панелей должна быть не менее 500 мм. Если ширина меньших панелей меньше 500 мм, к свободному краю образца можно приложить только одну панель (см. рис. 15).

Обозначения:

1 полноразмерная панель

2 свободный край

Рис. 15 Положение свободного края по отношению к стандартной ширине панели

Ограничение образца

Если в реальных условиях испытываемый образец не превышает размер фронтального проема печи, необ ходимо ограничить края испытываемого образца так же, как в реальных условиях. Если ширина конструкции в

реальных условиях превышает размер фронтального проема печи, один вертикальный край должен быть ос тавлен неограниченным с зазором в 25-50 мм между свободным краем испытываемого образца и испытатель ной рамой. Зазор следует заполнить упругим негорючим материалом, например, минеральным волокном, в

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 60 целях создания герметичности без ограничения свободы движения. Остальные края должны быть ограничены как в реальных условиях.

Сборка и проверка образца

Сборка и проверка испытываемого образца производится в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испы тания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

УСТАНОВКА ИСПЫТЫВАЕМОГО ОБРАЗЦА

Испытываемый образец должен быть размещен в испытательной раме и, если требуется, в опорной конст рукции как в реальных условиях. Испытываемый образец должен быть установлен как можно ближе к соот ветствующей вертикальной обогреваемой плоскости испытательной рамы или опорной конструкции, если в реальных условиях не используется другое положение. Вся площадь испытываемой конструкции должна на ходиться под воздействием условий нагрева.

Стандартная опорная конструкция

Если размер испытываемого образца меньше проема испытательной рамы, то он устанавливается в раму следующим образом:

a) если высота испытываемого образца меньше высоты проема испытательной рамы, следует восполь зоваться подставкой для сокращения размера проема до требуемого. Подставка должна обеспечивать образцу достаточную устойчивость и представлять собой одну из жестких стандартных опорных кон струкций, описанных в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требова ния» [4].

b) если ширина испытываемого образца меньше ширины проема испытательной рамы, по вертикальным сторонам проема требуется наличие жесткой или гибкой стандартной опорной конструкции, описан ной в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

Нестандартная опорная конструкция

Если испытываемый образец устанавливается в опорную конструкцию, не описанную в стандарте EN 1363-

1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], результаты испытаний будут считаться дос товерными только для ненесущих стен, установленных в такую конструкцию.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА

Испытываемая конструкция должна пройти предварительную обработку в соответствии со стандартом EN

1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Испытание должно проводиться при помощи оборудования и в соответствии с порядком проведения испы таний, описанном в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4] и, если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные проце дуры» [5].

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Критерии определения эксплуатационных показателей испытываемого образца представлены в стандарте

EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

В дополнение к информации в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть

1: Общие требования» [4], в протоколе испытания должны быть представлены следующие данные:

а) информация о проведении испытаний в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6].

СФЕРА ПРЯМОГО ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

Результаты испытаний на огнестойкость напрямую применимы к аналогичным конструкциям, в которые

внесено одно или более из ниже перечисленных изменений, при условии соответствия конструкции требуе мому конструктивному коду по жесткости и прочности. В разделе «Особые требования» представлена сфера прямого применения для остекленных ненесущих стен.

a) уменьшение высоты b) увеличение толщины стены c) увеличение толщины составных частей d) уменьшение линейных размеров панелей, но не их толщины e) уменьшение расстояния между стоечными профилями f) уменьшение расстояния между центрами креплений g) увеличение количества горизонтальных стыковых соединений при испытании с одним соединением, расположенным на расстоянии не более 500 мм от верхнего края

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 61 h) использование отделки поверхности при испытании в соответствии с рис. 9, расположенной на рас стоянии не более 500 мм от верхнего края i) применение горизонтальных и/или вертикальных стыковых соединений испытанного типа

Увеличение ширины

Можно увеличить ширину идентичной конструкции, если образец испытывался с номинальной шириной как минимум 3 м и одним неограниченным вертикальным краем.

Увеличение высоты

При соблюдении ниже перечисленных условий можно увеличить минимальную высоту (3 м) испытываемых конструкций до 4 м:

a) максимальное боковое отклонение испытываемого образца не превышает 100 мм b) пропорциональное увеличение допустимых расширений

Опорные конструкции

Стандартные опорные конструкции

Результаты испытания ненесущей стены, испытанной в одной из стандартных опорных конструкций, опи санных в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], или в испыта тельной раме, применимы к любой другой опорной конструкции аналогичного типа (жесткой, жесткой с низ кой плотностью или гибкой) с более высокой степенью огнестойкости (если это необходимо, большей толщи ны, большей плотности, большим количеством слоев панелей).

Нестандартные опорные конструкции

Результаты испытания ненесущей стены, испытанной в нестандартной опорной конструкции применимы исключительно к данной конструкции.

ОСОБЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ИСПЫТАНИЮ ОСТЕКЛЕННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ИЛИ НЕ-

НЕСУЩИХ СТЕН C ОСТЕКЛЕНИЕМ

Ненесущая стена может содержать дискретную остекленную панель, большое количество таких панелей

или практически вся состоять из остекленных элементов. Это могут быть небольшие элементы каркасной кон струкции, или большие оконные стекла с прочными рамами, вмонтированными в кирпичную кладку или ана логичное обрамление. В условиях огневого воздействия предполагается, что разделяющая конструкция будет эффективной противопожарной преградой, и это требование верно как для остекленных, так и для неостек ленных элементов системы.

Огнестойкость остекленной системы определяется совокупностью свойств стекла, его размера и коэффи циента пропорциональности оконных стекол, характеристик элементов каркасной конструкции, метода удер жания огня и возможностями к расширению.

Если целью проведения испытания на огнестойкость является получение информации о конкретной систе ме для определенной конечной эксплуатации, то в качестве испытываемого образца используется конкретная

конструкция. Если целью проведения испытания на огнестойкость является получение данных для более ши рокого применения к другим аналогичным конструкциям, то для проверки зависимости результатов от нали чия в испытываемом образце конкретных характеристик конструкции, можно провести одно испытание. В данном разделе описано применение результата испытаний к другим аналогичным конструкциям.

Конструкция испытываемого образца

Испытываемый образец должен либо полностью воспроизводить конструкцию, которая будет использо ваться в реальных условиях, включая отделку поверхности, необходимую и влияющую на поведение конст рукции при проведении испытаний, либо быть сконструирован для достижения наиболее широкого примене ния результатов испытаний к другим аналогичным конструкциям. Необходимо учитывать все влияющие на

огнестойкость характеристики конструкции, важные для наиболее широкого применения. Испытываемый об разец не должен состоять из разных типов материалов конструкции, например, различных типов стекла, за исключением случаев, когда конструкция применяется именно в таком виде в реальных условиях.

Следующие элементы могут использоваться в аналогичных конструкциях только при условии, что они применяются в испытываемом образце:

a) неостекленные панели b) соединения между горизонтальным и вертикальным импостами («+») c) соединения вертикальных импостов, заканчивающиеся горизонтальным импостом («Т») d) соединения между горизонтальными и вертикальными импостами, где вертикальные импосты распо ложены в полную высоту, и они проходят через горизонтальные импосты e) специальные соединительные системы между остекленными элементами или между остекленными элементами и другими конструкциями f) другие требующие оценки элементы конструкции, например, необходимые в целях безопасности кон струкции, такие как заграждения, решетки и т.д.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 62

Контрольно-измерительное оборудование испытываемого образца

Если испытываемый образец полностью состоит из неизолированного остекления, его следует рассматри вать как неизолированную ненесущую стену, и в этом случае размещение термопар на необогреваемую по верхность не требуется. Оценку следует производить с учетом показателей теплоизолирующей способности и, если требуется, теплоизлучения. Если испытываемый образец состоит из одной или более дискретных пане лей неизолированного остекления, его следует рассматривать как частично изолированную конструкцию.

Возможно, изолированная часть потребуется для обеспечения необходимой теплоизоляции, при этом следует предоставить соответствующе количество термопар. На неизолированное стекло размещать термопары не требуется. Если все элементы испытываемого образца произведены с использованием изолированного стекла

(с рамами), его следует рассматривать как полностью изолированную ненесущую стену, а эксплуатационные

показатели должны оцениваться на основе соответствия показателям целостности и теплоизолирующей спо собности. С целью получения информации о средней и максимальной температуре поверхности, к необогре ваемой поверхности необходимо прикрепить термопары того типа, который указан в стандарте EN 1363-1

«Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Прикрепление и снятие термопар осуществ ляется по общим правилам, описанным в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

Среднее повышение температуры

Однородное остекление. В целях измерения среднего повышения температуры на каждые 1,5 м2 или каждую часть образца должна приходиться одна термопара. На каждом оконном стекле должны размещаться

минимум две термопары. Эти две термопары должны располагаться в центре двух четвертей каждого оконно го стекла друг напротив друга по диагонали. Все дополнительные термопары должны быть равномерно рас пределены по поверхности оконного стекла. На рис. 13 представлено несколько типичных примеров.

Неоднородное остекление. Для испытываемых образцов неоднородного остекления, т.е. состоящих из различных дискретных зон, среднее повышение температуры каждой дискретной зоны следует отслеживать отдельно вышеописанным способом. На рис. 11 представлено несколько типичных примеров.

Максимальное повышение температуры

Для оценки соответствия показателю максимального повышения температуры, необходимо разместить до полнительные термопары на элементах каркасной конструкции следующим образом:

a) посередине ширины верхней части образца b) в верхней части образца вдоль вертикального импоста c) в месте соединения вертикального импоста с горизонтальным импостом d) посередине высоты закрепленного края e) посередине свободного края, на расстоянии 100 мм от центра f) посередине ширины, если возможно, на стыке с горизонтальным стыковым соединением (зоной по ложительного давления) g) посередине высоты, если возможно, на стыке с вертикальным стыковым соединением (зоной положи тельного давления) h) по центру любой рамы системы остекления

Термопары не должны располагаться ближе, чем на 100 мм от любой дискретной зоны, теплоизолирую щая способность которой не измеряется.

Измерение теплоизлучения

В некоторых случаях может потребоваться определение теплоизлучения с необогреваемой поверхности остекления. В этом случае необходимо указать, что измерение теплоизлучения с необогреваемой поверхности производится в соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернатив ные и дополнительные процедуры» [5].

Эксплуатационные показатели

Целостность

Критерии определения показателей целостности испытываемого образца представлены в стандарте EN

1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

Теплоизолирующая способность

Критерии определения показателей теплоизолирующей способности испытываемого образца представле ны в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Для остекления с дискретными зонами с различной теплоизоляцией, соответствие показателям теплоизолирующей способности необходимо оценивать для каждой зоны отдельно.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 63

Среднее повышение температуры. Необходимо установить соответствие с помощью вышеописанных термопар.

Максимальное повышение температуры. Необходимо установить соответствие с помощью вышеопи санных термопар.

Сфера прямого применения результатов испытаний

Результаты испытаний на огнестойкость напрямую применимы к аналогичным конструкциям, в которые внесено одно или более из перечисленных ниже изменений, при условии соответствия конструкции требуе мому конструктивному коду по жесткости и прочности. Другие изменения недопустимы.

− уменьшение линейных размеров оконных стекол

− изменение коэффициента пропорциональности оконных стекол при условии, что наибольший размер оконного стекла и его площадь не увеличены

− уменьшение расстояния между вертикальными импостами и/или горизонтальными импостами

− уменьшение расстояния между центрами креплений

− увеличение размеров элементов каркасной конструкции

− штапики винтового крепления, если в испытываемом образце использовались прикрепляющиеся шта пики

− допустимые расширения, если таковые не были учтены в испытываемом образце

− изменение угла установки до 10° по вертикали

Увеличение высоты

Увеличение высоты свыше испытанной недопустимо.

Увеличение ширины

Можно увеличить ширину идентичной конструкции, если образец испытывался с номинальной шириной как минимум 3 м и одним неограниченным вертикальным краем.

Опорные конструкции

Стандартные опорные конструкции

Результаты испытания огнестойкого остекления, испытанного в одной из стандартных опорных конструк ций, описанных в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], приме нимы к любой другой опорной конструкции или испытательной раме аналогичного типа (жесткой с высокой плотностью, жесткой с низкой плотностью или гибкой) с более высокой степенью огнестойкости.

Нестандартные опорные конструкции

Результаты испытания огнестойкого остекления, испытанного в нестандартной опорной конструкции при менимы исключительно к данной конструкции.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 64 prEN 15254-4. РАСШИРЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

ИСПЫТАНИЙ НА ОГНЕСТОЙКОСТЬ. НЕНЕСУЩИЕ СТЕНЫ. ОС-

ТЕКЛЕННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Данный проект европейского стандарта предоставляет рекомендации и, где необходимо, определяет по рядок изменения некоторых параметров и коэффициентов, связанных с проектированием огнестойких остек ленных элементов, которые прошли испытания в соответствии со стандартами EN 1363-1 «Испытания на огне стойкость. Часть 1: Общие требования» [4], EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернатив ные и дополнительные процедуры» [5] и EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость.

Часть 1: Стены» [6] и классифицированы в соответствии со стандартом EN 13501-2 «Классификация строи тельных продуктов и типов конструкций по их противопожарным характеристикам – Часть 2: Классификация с результатами испытаний на огнестойкость» [3]. Данный стандарт применяется к установленным вертикально

огнестойким остекленным элементам. Он не применяется к дверным блокам и открывающимся окнам. Конст рукции из стеклоблоков, элементы дорожного покрытия и швеллерное стекло в данный стандарт не включе ны, т.к. в настоящий момент недостаточно информации для разработки правил расширенного применения этих изделий.

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ

Расширенное применение представляет собой прогнозирование ожидаемых показателей огнестойкости ог нестойких остекленных элементов. Расширенное применение может быть основано на интерполяции между данными испытаний или экстраполяции из данных испытаний. Основным требованием является соответствие

огнестойкого остекленного элемента необходимым показателям огнестойкости при условии проведения испы таний согласно стандарту EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены»

[6]. Расширенное применение огнестойких остекленных элементов должно быть основано на данных испыта ний. На рис. 1 представлены основные принципы и методологии по определению расширенного применения огнестойких остекленных элементов.

Этап 1: Охарактеризовать огнестойкий остекленный элемент, рассматриваемый для расширенного применения

– например, при помощи детальных чертежей, описания и технических характеристик элемента и т.д.

Этап 2: Определить пределы огнестойкости системы остекления и каркасной системы
– например, при помощи проведения базовых испытаний в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испыта ния ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» и, если требуется при помощи данных пре дыдущих испытаний
2a Система остекления                                   2b Каркасная система
• Максимальная площадь оконного стекла                   • при требуемых максимальных размерах элемента
• Максимальные размеры отдельного оконного стекла        • включая все требуемые соединения каркаса
– как по высоте, так и по ширине                       – и измерить общее отклонение каркаса
см. примечания (1) и (2)                            см. примечания (3), (4), (5)

Этап 3: Проверить соответствие общим правилам

– на основе требований раздела «Общие правила»

Этап 4: Использовать расширенное применение

• Определить каждое расширенное применение отдельно

– на основе правил, представленных в разделах «Изменение системы остекления», «Изменение каркасной сис темы» «Изменение огнестойкого остекленного элемента»

Примечание (1): Охарактеризовать стекло, тип штапика, материалы креплений и остекления и т.д.

Примечание (2): Необязательно определять максимальные размеры одного и того же оконного стекла.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 65

Примечание (3): Тип каркаса должен соответствовать этапу 2а (например, техническим характеристикам материала и показателям огнестойкости).

Примечание (4): Штапик, крепление, стекло и материал остекления должны соответствовать этапу 2а.

Примечание (5): Если размер огнестойкого остекленного элемента превышает 3 х 3 м, испытание на огне стойкость должно проводиться на элементе размером минимум 3 х 3 м.

Рис. 1 Метод определения расширенного применения огнестойких остекленных элементов

В стандарте EN 357 «Остекление зданий. Огнестойкие остекленные элементы из прозрачного или полу прозрачного стекла. Классификация по огнестойкости» [10] представлены огнестойкие остекленные элемен ты, выполняющие роль интегральной системы, в которой отдельные элементы (оконные стекла, материалы остекления, штапики и их крепления, каркасы и их крепления) эффективно функционируют как единое целое для соответствия определенным показателям огнестойкости. В данной главе огнестойкие остекленные эле менты характеризуются отдельно как система остекления и каркасная система (см. рис. 2).

Обозначения:

СИСТЕМА ОСТЕКЛЕНИЯ                (10) монтажной плиты              КАРКАСНАЯ СИСТЕМА
состоит из:                                                         состоит из:
(8) стекла                        (7) полосы остекления             (1) каркаса
(5) штапика с винтовым крепле-    (9) уплотнительной прокладки      (2) металлического анкера с вин нием или закрепленного скобами                                      товым или болтовым креплением
к стене (4) при помощи
(6) крепления штапика                                               (3) винта и анкерного крепления

Рис. 2 Огнестойкий металлический каркас и система остекления

В реальных условиях могут быть не предусмотренные в данной главе применения. В такой ситуации со вместно с уполномоченными органами необходимо использовать передовую практику проектирования и ос текления, с целью предоставления для расширенного применения надежного метода решения по соответст вию требуемым показателям огнестойкости при проведении испытаний.

Использование данных испытаний

Претендент на использование расширенного применения результатов испытаний на огнестойкость должен

быть «владельцем» (т.е. спонсором) предоставленных данных или должен обладать правами на их использо вание. В последнем случае претендент должен получить письменное разрешение от владельца. Базовое ис пытание может использоваться в качестве испытания начального типа для присвоения огнестойкому стеклу знака соответствия европейским стандартам. Данное испытание начального типа подходит для идентичного огнестойкого стекла, выпущенного на других производственных линиях одного и того же производителя или

его представителя при условии, что оно имеет одинаковое описание продукции и проходит аналогичный про изводственный контроль. Испытание начального типа подходит для идентичного каркаса, выпущенного на других производственных линиях одного и того же производителя или его представителя при условии, что он

имеет одинаковое описание продукции и проходит аналогичный производственный контроль. Другим присут ствующим на рынке производителям огнестойких остекленных элементов необходимо будет провести собст венное базовое испытание или испытание начального типа.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 66

Данные предыдущих испытаний

Данные предыдущих испытаний могут использоваться с целью подтверждения расширенного применения,

например, для оценки воздействия конкретного элемента (например, материала остекления) или особенно стей конструкции (например, направления огневого воздействия) на огнестойкость, или с целью определения

того, какие конструктивные изменения оказывают неблагоприятное или отрицательное воздействие на огне стойкость. Если такие конструктивные изменения выявлены, то можно провести базовое испытание с учетом наиболее отрицательно влияющих на огнестойкость конструктивных изменений. Если изделие соответствует требуемому периоду огнестойкости, необходимо провести испытание с учетом других наименее отрицательно влияющих на огнестойкость конструктивных изменений.

В данной главе рассматриваются следующие параметры и показатели:

Параметр                          Показатель                            Раздел
Система остекления
Изменение типа стекла             Замена стекла в пределах одного       «Замена огнестойкого стекла»
семейства изделий из стекла
Симметричность конструкции из     Симметричное / ассиметричное            «Ассиметричное огнестойкое
стекла                            стекло                                            стекло»
Прямоугольные оконные стекла      Увеличение площади оконного             «Отдельные прямоугольные
стекла и коэффициент пропор-           оконные стекла: коэффициент
циональности                          пропорциональности и увеличе ние площади»
Круглые, треугольные и (непря-    Увеличение площади                    «Отдельные круглые, треуголь моугольные)    четырехугольные                                         ные и непрямоугольные четырех оконные стекла                                                         угольные оконные стекла: увели чение площади»
Оконные стекла класса EW          Увеличение площади                     «Отдельные оконные стекла в
стене: тепловое излучение»
Деревянные каркасы                Замена   штапиков     (креплений      «Замена штапиков: деревянные
штапика / формы штапика / по-                    каркасы»
крытия поверхности штапика)
Металлические каркасы             Замена   штапиков     (креплений      «Замена штапиков: металличе штапика / формы штапика / по-                ские каркасы»
крытия поверхности штапика)
Замена материалов остекления      Уплотнителей / полос остекления /    «Замена материалов остекления»
монтажных плит
Каркасная система
Симметричность каркасной конст-Симметричные / ассиметричные            «Ассиметричные каркасные сис рукции                         каркасы                                            темы»
Замена каркасов                Стыки / угловая накладка                      «Замена каркасов»
Деревянные каркасы             Толщина / профиль / тип дерева              «Деревянные каркасы»
(скорость обугливания / плот ность)
Стальные и алюминиевые каркасы Материалы каркаса / сечения /              «Металлические каркасы»
толщина стен отсеков каркаса
Покрытие поверхности           С покрытием / без покрытия                 «Покрытие поверхности»
Огнестойкий остекленный элемент
Увеличение общих размеров / Прямоугольный / непрямоуголь-               «Увеличение общих размеров и
площади                        ный элемент                                        площади»
Класс EW                                «Увеличение размеров огнестой ких остекленных элементов: теп ловое излучение»
Дублирование    элемента    класса   «Дублирование огнестойкого ос-
EW полностью                           текленного элемента с учетом
теплового излучения»
Угол установки                    Увеличение угла установки               «Изменение угла установки»

ОБЩИЕ ПРАВИЛА

Оценка огнестойкости

В расширенном применении не допускается увеличение времени по классификации (например, от 30 до 45 минут) и оценки огнестойкости (например, от класса Е до класса EW и до класса EI).

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 67

Сочетание расширенных применений

Каждое расширенное применение должно рассматриваться как предмет отдельной оценки. В пределах этого применения допускается создание сочетаний применений при условии, что эти сочетания подтверждены данными испытаний и/или данными предыдущих испытаний (см. раздел «Примеры»). Подтвержденное рас ширенное применение нельзя использовать в качестве данных или доказательств для утверждения нового расширенного применения.

ИЗМЕНЕНИЕ СИСТЕМЫ ОСТЕКЛЕНИЯ

Замена огнестойкого стекла

Замена одного типа огнестойкого стекла на другой допускается при условии подтверждения того, что стекло относится к одному и тому же семейству изделий.

Ассиметричное огнестойкое стекло

Необходимо предоставить данные испытаний на огнестойкость для огневого воздействия с обоих направ лений, если не выявлено какое из направлений представляет собой наихудший случай. Если это возможно выявить при помощи данных предыдущих испытаний, то для наихудшего случая потребуются только данные

испытаний на огнестойкость. Ввиду отсутствия таких данных испытаний, огнестойкое стекло можно использо вать только с учетом того направления, которое использовалось при проведении испытания. Огнестойкое стекло, имеющее защитное покрытие, считается ассиметричным, поэтому для него характерны все вышеука занные требования. Для подтверждения того, что направление огневого воздействия не влияет на оценку огнестойкости, необходимо проведение двух базовых испытаний. Допускается использование данных преды дущих испытаний.

Отдельные прямоугольные оконные стекла: коэффициент пропорциональности и увеличение площади

Увеличение ширины, высоты и площади допускается только при условии, что время превышения нормы составляет, по крайней мере:

— 20%, когда время по классификации ≤ 30 мин.

— 10%, когда время по классификации > 30 мин.

Ширина или высота могут быть увеличены на основе формул 1 или 2, соответственно. Если увеличивается и ширина, и высота, то максимально расширенная площадь должна соответствовать формуле 3.

где:

wo, ho, Ao = ширина (м), высота (м) и площадь (м2) испытываемого оконного стекла wext, hext, Aext = увеличенная ширина (м), высота (м) и площадь (м2) оконного стекла wmax, hmax, Amax = максимально увеличенная ширина (м), высота (м) и площадь (м2) оконного стекла

Изменение коэффициента пропорциональности допускается только при условии, что оконное стекло под ходит к вышеуказанным увеличенным размерам оконного стекла. Основой для увеличения является базовое испытание (испытания).

Для стекла класса EW применяются показатели теплового излучения, описанные в разделе «Отдельные оконные стекла в стене: тепловое излучение». Любое увеличение площади оконного стекла допускается только при условии соответствия требованиям к тепловому излучению.

В протоколе о расширенном применении необходимо подтверждение того, что рассматриваемая каркасная система может выдержать дополнительную нагрузку вследствие увеличения площади оконного стекла. Кроме того, все требуемые стыки каркаса должны пройти испытание в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испы тания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6].

Отдельные круглые, треугольные и непрямоугольные четырехугольные оконные стекла: увеличение площади

Увеличение площади допускается только при условии, что время превышения нормы составляет, по край ней мере:

— 20% когда время по классификации ≤ 30 мин.

— 10% когда время по классификации > 30 мин.

Площадь может быть увеличена на основе формулы 4.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 68 где:

Ао = площадь (м2) испытываемого оконного стекла

Aext = увеличенная площадь (м2) оконного стекла

Amax = максимально увеличенная площадь (м2) оконного стекла

Увеличенное оконное стекло должно иметь такое же положение и форму, как и испытываемое оконное стекло. Основой для увеличения является базовое испытание (испытания).

Для огнестойкого стекла класса EW допустимое максимальное увеличение площади также должно соот ветствовать показателям теплового излучения, описанные в разделе «Отдельные оконные стекла в стене:

тепловое излучение».

В протоколе о расширенном применении необходимо подтверждение того, что рассматриваемая каркасная система может выдержать дополнительную нагрузку вследствие увеличения площади оконного стекла. Кроме того, все требуемые стыки каркаса должны пройти испытание в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испы тания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6].

Отдельные оконные стекла в стене: тепловое излучение

Для огнестойкого стекла класса EW применяются правила, начиная от раздела «Замена огнестойкого стек ла» и до настоящего раздела, а также нижеописанные правила.

В соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и допол нительные процедуры» [5] тепловое излучение (W) должно измеряться вдоль центральной линии на расстоя нии 1 м от центра испытываемого образца. Согласно стандарту prEN 13501-2 «Классификация строительных

продуктов и типов конструкций по их противопожарным характеристикам - Часть 2: Классификация с резуль татами испытаний на огнестойкость» [3], классификация по тепловому излучению должна быть представлена только временем, в течение которого измеренное тепловое излучение Wо не превышает значения Wmax, как описано в разделе «Расчет теплового излучения». Это условие также относится к значению теплового излу чения Wext, вычисленному для оконного стекла с увеличенной площадью.

Для увеличенных прямоугольных и круглых оконных стекол Wext может быть вычислено по формуле:

(обозначения см. в разделе «Расчет теплового излучения»)

Основой для увеличения является базовое испытание(ия).

Ввиду отсутствия соответствующих формул, увеличение площади стекол класса огнестойкости EW других форм допускается методом, основанным на площади прямоугольника, заданного вокруг формы (см. раздел

«Испытываемые образцы других форм»). Соответствующий расчет должен быть внесен в протокол о расши ренном применении.

Радиометр не может измерить тепловое излучение с отдельного оконного стекла в многооконном огне стойком остекленном элементе. Данные предельные значения Wext также могут ограничить увеличение пло щади Aext огнестойкого оконного стекла в соответствии с разделом «Отдельные прямоугольные оконные стекла: коэффициент пропорциональности и увеличение площади» или «Отдельные круглые, треугольные и прямоугольные четырехугольные оконные стекла: увеличение площади», иначе классификация по тепловому излучению (W) будет утрачена.

Замена штапиков: деревянные каркасы

Во всех случаях замену деревянных каркасов необходимо проводить либо на основе сравнительных испы таний скорости обугливания, расчетов, либо базовых значений. Это делается для подтверждения того, что огнестойкость заменяемого деревянного штапика либо такая же, либо более высокая, чем огнестойкость эле мента в базовом испытании.

Если штапики в базовом испытании (испытаниях) прикреплялись при помощи гвоздей, то в качестве аль тернативного варианта допускается винтовое крепление аналогичной длины и на аналогичном расстоянии.

Однако штапик с винтовым креплением не следует заменять на закрепленный скобами или гвоздями штапик, за исключением случаев, когда целесообразность такой замены подтверждена данными предыдущих испыта ний. Допускается увеличение высоты штапика при условии подтверждения того, что увеличенные угловые накладки не оказывают отрицательного воздействия на показатели огнестойкости. Угловая накладка должна оставаться в пределах, определенных на основе данных испытаний, если это не подтверждено данными пре дыдущих испытаний. Уменьшение высоты штапика не допускается.

Замена скошенного или наклонного профиля на плоский профиль допускается без последующего испыта ния огнестойких остекленных элементов класса EI (см. рис. 3).

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость.                                     Стр 69
Обозначения:                                      Обозначения:
[1] Плоские/квадратные штапики                  [2] Наклонные/скошенные штапики
Рис. 3 Плоские/квадратные и наклонные/скошенные штапики

Для огнестойких остекленных элементов класса E и EW замена скошенного или наклонного профиля на плоский профиль не допускается, за исключением случаев, когда целесообразность такой замены подтвер ждена базовым испытанием (испытаниями) или данными предыдущих испытаний. Замена плоского профиля на скошенный или наклонный профиль допускается для всех огнестойких остекленных элементов. Однако при любом последующем уменьшении поперечного сечения штапика, необходимо подтверждение того, что это не оказывает отрицательного воздействия на показатели огнестойкости. Допускается использование данных предыдущих испытаний. Уменьшение толщины штапика допускается при условии подтверждения того, что это не оказывает отрицательного воздействия на показатели огнестойкости. Допускается использование дан ных предыдущих испытаний. Допускается увеличение толщины штапика.

Деревянный штапик может в значительной степени повлиять на показатели целостности деревянной ос текленной системы, состоящей из огнестойкого стекла класса E или EW. Это объясняется тем, что деревянный

штапик может загореться под воздействием теплового излучения, возникающего в непосредственной близо сти от поверхности стекла по другую сторону от огневого воздействия. Обугливание древесины также проис ходит за счет интенсивности теплового излучения, намного меньшей по сравнению с необходимой для возго рания интенсивностью излучения. Использование огнестойких остекленных элементов класса EI в значитель ной степени уменьшает вероятность обугливания, за счет снижения до низких пределов передачи теплового излучения на остекленную поверхность.

Покрытие поверхности штапиков допускается при условии подтверждения того, что это не оказывает от рицательного воздействия на показатели огнестойкости. Допускается использование данных предыдущих ис пытаний.

Замена штапиков: металлические каркасы

Закрепленные скобами штапики можно заменить на штапики с винтовым креплением, но не наоборот. До пускается увеличение толщины штапика (см. рис. 4).

Подходит для деревянных и металлических каркасов

Рис. 4 Изменение толщины штапика / сечения каркаса

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 70

Уменьшение толщины штапика допускается при условии подтверждения того, что это не оказывает отри цательного воздействия на показатели огнестойкости. Допускается использование данных предыдущих испы таний.

Допускается увеличение высоты штапика при условии подтверждения того, что увеличенные угловые на кладки не оказывают отрицательного воздействия на показатели огнестойкости. Угловая накладка должна оставаться в пределах, определенных на основе данных испытаний. Допускается использование данных пре дыдущих испытаний.

Покрытие поверхности штапиков допускается при условии подтверждения того, что это не оказывает от рицательного воздействия на показатели огнестойкости. Допускается использование данных предыдущих ис пытаний.

Замена материалов остекления

Замена одного материала остекления, например, уплотнителя на другой материал допускается при усло вии подтверждения того, что показатели огнестойкости (время по классификации) этого материала такие же, как и у аналогичной системы остекления в пределах одного семейства изделий. В качестве подтверждения могут быть проведены базовые испытания или могут использоваться данные предыдущих испытаний.

ИЗМЕНЕНИЕ КАРКАСНОЙ СИСТЕМЫ

Ассиметричные каркасные системы

Необходимо предоставить данные испытаний на огнестойкость для огневого воздействия с обоих направ лений, если не выявлено какое из направлений представляет собой наихудший случай. Если это возможно

выявить, то для наихудшего случая потребуются только данные испытаний на огнестойкость. Ввиду отсутст вия таких данных испытаний, каркасную систему можно использовать только с учетом того направления, ко торое использовалось при проведении испытаний. Для подтверждения того, что направление огневого воз действия не влияет на оценку огнестойкости, необходимо проведение двух базовых испытаний. Допускается использование данных предыдущих испытаний.

Замена каркасов

Нижеуказанные общие правила применяются ко всем типам каркасов. Все данные испытаний должны учи тывать конструктивные элементы, если они рассматриваются для расширенного применения:

— четыре оконных стекла, пересекающиеся в одной точке

—        три оконных стекла, пересекающиеся в одной точке, включая вертикальный элемент с макси мальной высотой 3 м
—        три оконных стекла, пересекающиеся в одной точке, включая горизонтальный элемент с мак симальной шириной 3 м

— два оконных стекла с вертикальным элементом максимальной высоты 3 м

— два оконных стекла с горизонтальным элементом максимальной ширины 3 м

— системы одно - и двустворчатых дверей (к остекленным и неостекленным дверям необходимо де лать ссылку на стандарт prEN 15254-4 «Расширенное применение результатов испытаний на огнестой кость. Ненесущие стены. Часть 4: Остекленные конструкции» [18]).

При отсутствии данных испытаний для отдельного вышеуказанного конструктивного элемента, он не мо жет включаться в расширенное применение.

Необходимо подтвердить, что каркас может быть соответствующим образом прикреплен к жесткой и гиб кой конструкции. Угловая накладка должна оставаться в пределах, определенных на основе данных испыта ний, если это не подтверждено данными предыдущих испытаний.

Максимальная площадь оконного стекла, указанная отдельно начиная от раздела «Отдельные прямоуголь ные оконные стекла: коэффициент пропорциональности и увеличение площади» и до раздела «Отдельные оконные стекла в стене: тепловое излучение» не должна превышаться в увеличенном огнестойком остеклен ном элементе.

Огнестойкое стекло должно относиться к тому же семейству изделий, которое использовалось при прове дении базового испытания (испытаний).

Деревянные каркасы

Помимо описанных выше общих правил по замене каркасов к деревянным каркасам применяются следую щие дополнительные правила. Замена одного типа деревянного каркаса на другой допускается для огнестой кого стекла из того же семейства изделий при следующих условиях:

— увеличенная толщина каркаса;

— идентичный профиль;

— древесина одинаковой или более высокой плотности и/или влажности с одинаковой или более низкой скоростью обугливания.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 71

Основой является базовое испытание вместе с данными о типе и плотности заменяющей деревянной кон струкции. Кроме того, должны быть проведены сравнительные испытания или расчеты на обугливание в соот ветствии со стандартом prEN 1995-1-2 «Еврокод 5. Проектирование деревянных конструкций. Часть 1-2: Об щие требования. Противопожарное проектирование конструкций» [19], и заменяющая конструкция должна продемонстрировать, по крайней мере, такие же показатели огнестойкости, что и деревянная конструкция, использовавшаяся в базовом испытании.

Многослойные деревянные каркасы могут применяться только, если они прошли испытание на огнестой кость в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1:

Стены» [6], либо к ним можно применить данные предыдущих испытаний.

Сборные деревянные каркасы (соединенные болтами, гвоздями или клеем) должны подвергаться испыта ниям, за исключением случаев, когда на основе чертежей в увеличенном масштабе и типичных сечений кар каса можно подтвердить, что древесины в секции каркаса достаточно для того, чтобы линия обугливания не достигала креплений штапика в течение требуемого периода времени. В подтверждение этого должны быть

представлены данные о скорости обугливания рассматриваемой древесины. Кроме того, необходимо провес ти, по крайней мере, одно испытание в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испытания ненесущих конст рукций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6], либо можно использовать данные предыдущих испытаний.

Металлические каркасы

Помимо описанных выше общих правил по замене каркасов к стальным и алюминиевым каркасам приме няются следующие дополнительные правила.

Замена стальных на стальные или алюминиевых на алюминиевые каркасные системы допускается при ус ловии что:

a) Заменяющий каркас имеет одинаковые технические требования к материалам, такие как в базовом испытании, что подтверждено соответствующими характеристиками каркаса (например, тепловое расширение, теплопроводность, точка плавления, прочность). Технические требования к обоим кар касам должны быть включены в протокол испытания для сравнения.

b) Конструкция заменяющего каркаса имеет такой же класс огнестойкости, что и каркас в базовом ис пытании. Это должно быть подтверждено данными испытаний на огнестойкость, свидетельствующи ми об идентичном времени по классификации. Можно использовать данные предыдущих испытаний.

c) Отклонение каркаса, рассматриваемое в расширенном применении, должно быть не больше чем из меренное отклонение в базовом испытании.

d) В отношении заменяющего каркаса имеются данные испытаний, подтверждающие, что все необходи мые особенности конструкции рассматриваемого огнестойкого остекленного элемента могут соче таться с ним, не нарушая требуемых показателей огнестойкости в ходе испытания огнестойкого ос текленного элемента размером 3 х 3 м. Можно использовать данные предыдущих испытаний.

e) В частности, данные испытаний должны включать в себя температурные швы, если они учитываются при расширенном применении.

f) Сечение каркаса может изменяться при условии, если:

— уровни осевого напряжения в вертикальных элементах и изгибающее напряжение в горизонтальных элементах не повышаются в холодном состоянии;

— показатель H/A для каркаса и штапика не увеличивается (см. рис. 5);

— толщина сечения не уменьшается (см. рис. 4);

— толщина стены и количество отсеков каркаса не должны быть уменьшены.

Обозначения:

H = Обогреваемый периметр [мм]

A = Обогреваемое поперечное сечение [мм2]

Рис. 5 Показатель H/A

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 72

Покрытие поверхности

Декоративные покрытия поверхности элементов каркаса можно заменять или добавлять, если их нет, при условии, что их тепловой потенциал составляет ≤ 4 МДж/м2, и они не оказывают отрицательного влияния на

показатели огнестойкости остекленных элементов, например, в случае замены покрытий, которые обеспечи вают теплоизоляционное воздействие. Кроме того, покрытие должно относиться к тому же или более высоко му классу огнестойкости.

Процедура определения теплового потенциала описана в стандарте EN ISO 1716 «Поведение строитель ных конструкций при испытаниях на огнестойкость. Определение теплоты сгорания» [11].

Покрытие не должно воспламеняться под воздействием проводимого тепла и/или теплового излучения, передаваемого через стекло или каркас.

Покрытие не должно фиксироваться креплением, воспламеняемым под воздействием проводимого тепла и/или теплового излучения, передаваемого через стекло или каркас.

Теплоизоляционные покрытия не должны фиксироваться методом сквозного крепления, который ухудшает теплоизоляционные характеристики.

ИЗМЕНЕНИЕ ОГНЕСТОЙКОГО ОСТЕКЛЕННОГО ЭЛЕМЕНТА

Увеличение общих размеров и площади

Увеличение ширины, высоты и площади допускается только при условии, что время превышения нормы составляет, по крайней мере:

—      20%, когда время по классификации ≤ 30 мин.;
—      10%, когда время по классификации > 30 мин.

Ширина или высота могут быть увеличены на основе формул 6 или 7, соответственно. Если увеличивается и ширина, и высота, то максимально расширенная площадь должна соответствовать формуле 8.

где

= ширина (м), высота (м), и площадь (м2) испытанного остекленного элемента

= увеличенная ширина (м), высота (м), и площадь (м2) остекленного элемента

= максимально увеличенная ширина (м), высота (м), и площадь (м2) остекленного элемента

Основой для увеличения является базовое испытание(ия).

Увеличение площади огнестойких остекленных элементов класса EW приведет к увеличению интенсивно сти теплового излучения. Следовательно, при увеличении площади, касающемся огнестойкого остекленного

элемента, допустимое увеличение площади огнестойких остекленных элементов должно соответствовать кри териям теплового излучения, приведенным в следующем разделе. При увеличении площади, касающемся от дельных стекол огнестойкого остекленного элемента, применяются правила, приведенные в разделах «От дельные прямоугольные оконные стекла: коэффициент пропорциональности и увеличение площади», «От дельные круглые, треугольные и непрямоугольные четырехугольные оконные стекла: увеличение площади» и

«Отдельные оконные стекла в стене: тепловое излучение».

Увеличение размеров огнестойких остекленных элементов: тепловое излучение

Помимо описанных в предыдущем пункте правил, для увеличения площади прямоугольных и круглых ос текленных элементов класса EW применяются следующие правила:

В соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и допол нительные процедуры» [5] тепловое излучение (W) должно измеряться вдоль центральной линии на расстоя нии 1 м от центра испытываемого образца. Согласно стандарту prEN 13501-2 «Классификация строительных

продуктов и типов конструкций по их противопожарным характеристикам – Часть 2: Классификация с резуль татами испытаний на огнестойкость» [3], классификация по тепловому излучению должна быть представлена только временем, в течение которого измеренное тепловое излучение Wо не превышает значения Wmax, как

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 73 описано в разделе «Расчет теплового излучения». Это условие также относится к остекленному элементу с увеличенной площадью.

Для прямоугольных и круглых остекленных элементов Wext может быть вычислено по формуле:

(обозначения см. в разделе «Расчет теплового излучения»)

Основой для увеличения является базовое испытание(ия).

Ввиду отсутствия соответствующих формул, увеличение площади огнестойких остекленных элементов класса EW других форм допускается методом, основанным на площади прямоугольника, заданного вокруг формы (см. раздел «Испытываемые образцы других форм»).

Соответствующий расчет должен быть внесен в протокол о расширенном применении.

Могут быть случаи, когда расширенное применение подразумевает увеличение остекленной площади в ог нестойком остекленном элементе посредством замены непрозрачных зон на панели со стеклом. В этих случа ях, повышение теплового излучения от увеличенного огнестойкого остекленного элемента в целом должно вычисляться заново и оцениваться по критериям теплового излучения, приведенным в разделе «Расчет теп лового излучения». Если это невозможно, то увеличение остекленной площади не допускается.

Примечание 1. Измеренное тепловое излучение всегда применяется ко всему огнестойкому остекленному элементу целиком, а не только к отдельному оконному стеклу, так как радиометр, описанный в стандарте EN

1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5], измеряет суммарное излучение, исходящее от всей площади остекленного элемента. Это может ограничить увеличение площади огнестойкого остекленного элемента, как описано выше, а иначе классификация по тепловому излу чению (W) будет утрачена.

Примечание 2. Для огнестойких остекленных элементов класса EI не требуется проводить расчет интен сивности теплового излучения, так как измеренные уровни являются низкими.

Примечание 3. Увеличение теплового излучения непропорционально увеличению площади огнестойкого остекленного элемента.

Дублирование огнестойкого остекленного элемента с учетом теплового излучения

В случае с прямоугольными огнестойкими остекленными элементами размером 3 х 3 м с одним незакреп ленным вертикальным краем, для элементов классов E и EI допускается более широкая конструкция, полу чаемая за счет дублирования испытываемого огнестойкого остекленного элемента путем добавления новых единиц того же остекленного элемента в ряд.

Для элементов класса EW дублирование одного и того же огнестойкого остекленного элемента в ряд до пускается только при соответствии критериям теплового излучения для всей конструкции, приведенным в предыдущем разделе.

Примечание. При необходимости дается допуск на тепловое расширение.

Основой для расширенного применения является базовое испытание(ия).

В соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и допол нительные процедуры» [5] тепловое излучение (W) должно измеряться вдоль центральной линии на расстоя нии 1 м от центра испытываемого огнестойкого остекленного элемента и вычисляться для всей конструкции, содержащей огнестойкие остекленные элементы, выстроенные в ряд, согласно формуле, приведенной в пре дыдущем разделе.

(обозначения см. в разделе «Расчет теплового излучения»)

Классификация по тепловому излучению должна быть представлена только временем, в течение которого измеренное тепловое излучение Wо не превышает значения Wmax, как описано в разделе «Расчет теплового излучения». Это условие также относится к огнестойкому остекленному элементу с увеличенной площадью.

Расчет должен быть выполнен для последовательности, состоящей, по крайней мере, из трех элементов, чтобы определить значение теплового излучения на расстоянии 1 м от центра центрального элемента.

При увеличении ширины испытываемого огнестойкого остекленного элемента (например, при помощи до бавления элементов, идентичных испытываемому) номинальной шириной как минимум 3 метра с одним неза крепленным вертикальным краем вместо правил прямого применения, приведенных в стандарте EN 1364-1

«Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6], где не учитывается тепловое из лучение, применяются правила, указанные в данном разделе.

Изменение угла установки

Согласно разделу о сфере прямого применения в стандарте EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6], допускается изменение угла установки вплоть до 100 от вертикали.

Дальнейшее увеличение угла установки не допускается.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 74

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Базовое испытание в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6]:

— Остекленный элемент размером 3 х 3 м с максимальной площадью отдельного оконного стекла 1 x 1 м

— Тип стекла: A

— Тип материала остекления: А

— Тип каркаса: A

— Время превышения нормы: 20%

— Стыки

Данные предыдущих испытаний:

Испытание на огнестойкость в соответствии со стандартом DIN 4102-13 «Огнестойкость строительных ма териалов и конструкций. Термины, требования и испытания огнеупорного стекла для остекления» [21]

—    Остекленный элемент размером 3 х 3 м с максимальной площадью отдельного оконного стекла 1 x 1 м
—    Тип стекла: A
—    Тип материала остекления: А
—    Тип каркаса: A

Данные предыдущих испытаний:

Испытание на огнестойкость в соответствии со стандартом DIN 4102-13 «Огнестойкость строительных ма териалов и конструкций. Термины, требования и испытания огнеупорного стекла для остекления» [21]

—    Остекленный элемент размером 3 х 3 м с максимальной площадью отдельного оконного стекла 1 x 1 м
—    Тип стекла: A
—    Тип материала остекления: В
—    Тип каркаса: A

Результаты испытаний согласно стандарту DIN 4102-13 «Огнестойкость строительных мате риалов и конструкций. Термины, требования и испытания огнеупорного стекла для остекления»

[21]: материал остекления «В» эквивалентен материалу «А»

==> Результаты согласно стандарту prEN 15254-4 «Расширенное применение результатов испы таний на огнестойкость. Ненесущие стены. Остекленные конструкции» [18]

— Остекленная зона: увеличение на 20% (высоты/ширины/площади)

— Тип стекла: A

— Тип материала остекления: A и B

— Тип каркаса: A

Пример 2

Новый производитель каркасов, использующий стекло со знаком соответствия европейским стандартам, представил для испытаний асимметричный экран класса EI с теплоизоляцией.

Испытание 1 Испытание 2

Обозначения:                                         Обозначения:
1. Свободный край                                    1. Свободный край
Обогреваемая сторона А (худшее положение)            Обогреваемая сторона B
Стекло A, EI 60                                      Стекло B, EI 60
Пенопласт с закрытыми порами                         Вспучивающееся огнестойкое покрытие
Целостность и теплоизол. способность: 71 мин         Целостность и теплоизол. способность: 76 мин

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 75

Испытание 3

Обозначения:

1. Свободный край

Обогреваемая сторона А (т.е. худшее направление)

Стекло C, EI 60

Огнеупорная керамическая лента

Целостность и теплоизолирующая способность: 71 мин

Допустимые изменения:

1) стекла A и B увеличенного размера на основе максимального размера оконного стекла;

2) стекло C увеличенного размера на основе максимального размера оконного стекла, но намного меньше, чем стекла А и В;

3) применение пенопласта с закрытыми порами, вспучивающегося огнестойкого покрытия, керамической ленты на стеклах A, B и C;

4) все стыки для стекол А, В и С;

5) применение других стекол данного семейства изделий из стекла;

6) максимальная высота и ширина всего экрана.

Например:

Обозначения:

1. Свободный край

Пример 3

Новый производитель каркасов, использующий стекло со знаком соответствия европейским стандартам, представил для испытаний асимметричный экран класса E без теплоизоляции.

Испытание 1 Испытание 2

Обозначения:                                          Обозначения:
1. Свободный край                                     1. Свободный край
Обогреваемая сторона A                                Обогреваемая сторона B
Стекло A, E 60                                        Стекло B, E 60
Вспучивающееся огнестойкое покрытие                   Керамическое волокно Fibrefrax
Целостность: 71 мин                                   Целостность: 76 мин

Испытание 3

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 76

Обозначения:

1. Свободный край

Обогреваемая сторона A (т.е. худшее направление)

Стекло C, E 60

Уплотнитель от производителя «Bond it»

Целостность: 85 мин

Допустимые изменения:

1) стекло А на основе максимального размера оконного стекла со вспучивающимся огнестойким покрытием;

2) стекло B на основе максимального размера оконного стекла с керамическим волокном Fibrefrax;

3) стекло C на основе увеличенного размера оконного стекла с уплотнителем от производителя «Bond it», но намного меньше, чем стекла А и В;

4) все стыки для стекол A, B и C;

5) применение других стекол данного семейства изделий из стекла;

6) максимальная высота и ширина всего экрана.

Например:

Обозначения:

1. Свободный край

РАСЧЕТ ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Приведенные далее формулы должны применяться к испытываемому образцу, который содержит:

— огнестойкий остекленный элемент с одинарным остеклением, состоящий из одного отдельного оконного

стекла (как описано в разделах «Отдельные прямоугольные оконные стекла: коэффициент пропорцио нальности и увеличение площади», «Отдельные круглые, треугольные и непрямоугольные четырех угольные оконные стекла: увеличение площади» и «Отдельные оконные стекла в стене: тепловое излу чение»), или

— огнестойкий остекленный элемент с полным остеклением, состоящий из нескольких оконных стекол

(как описано в разделах «Увеличение общих размеров и площади» и «Увеличение размеров огнестой ких остекленных элементов: тепловое излучение»), или

— дублирование нескольких огнестойких остекленных элементов с полным остеклением (как описано в

Разделе «Дублирование огнестойкого остекленного элемента с учетом теплового излучения»).

Все приведенные ниже параметры и формулы (например, Wmax, Wmax, Wext, W0, φext, φ0, d, wо, h0, wext, hext, wmax, hmax) относятся к характеристикам испытанного образца или образца испытываемого для расширенного при менения.

Для испытываемого образца класса EW тепловое излучение W должно измеряться вдоль центральной ли нии в 1 м от центра испытываемого образца (в соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на огне стойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5]). Согласно стандарту EN 13501-2

«Классификация строительных продуктов и типов конструкций по их противопожарным характеристикам -

Часть 2: Классификация с результатами испытаний на огнестойкость» [3], классификация по тепловому излу чению должна быть представлена только временем, в течение которого измеренное тепловое излучение не превышает указанное максимальное значение Wmax =15 кВт/m2.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 77

Исходя из этого, должно применяться значение Wmax, равное значению максимальной интенсивности теп лового излучения, допустимому для расширенного применения.

Увеличение площади испытываемого образца приводит к увеличению интенсивности теплового излучения.

Следовательно, ограничение теплового излучения Wext ≤ Wmax может оказывать отрицательное влияние на увеличение площади испытываемого образца.

Прямоугольные испытываемые образцы

Увеличение теплового излучения непропорционально увеличению площади испытываемого образца. Од нако для прямоугольного испытываемого образца оно может быть вычислено на основе определенной мате матической функции (формулы В.1 – В.3).

с:

где:

Wext = тепловое излучение увеличенного испытываемого образца

W0 = измеренное тепловое излучение от испытываемого образца во время классификации φ0 = геометрический фактор испытываемого образца φext = геометрический фактор увеличенного испытываемого образца d = расстояние между испытываемым образцом и датчиком (1 м) w0, h0 = ширина и высота испытываемого образца wext, hext = увеличенная ширина и высота испытываемого образца wmax, hmax = максимально увеличенная ширина и высота испытываемого образца

В любом случае последнее вычисленное значение теплового излучения Wext для увеличенной площади ос танется ниже данного значения Wmax. Это может ограничить увеличение площади испытываемого образца, а иначе классификация по тепловому излучению (W) будет утрачена.

Соответствующий расчет должен быть включен в протокол о расширенном применении.

Круглые огнестойкие остекленные элементы

Для испытываемых образцов круглой формы применима формула В.4:

с:

где:

r0 = радиус испытываемого образца (м) rext = радиус расширенного испытываемого образца (м) d = расстояние между испытываемым образцом и датчиком (1 м)

В любом случае последнее вычисленное значение теплового излучения Wext для увеличенной площади ос танется ниже данного значения Wmax. Это может ограничить увеличение площади испытываемого образца, а иначе классификация по тепловому излучению (W) будет утрачена.

Соответствующий расчет должен быть включен в протокол о расширенном применении.

Испытываемые образцы других форм

В случае с испытываемым образцом другой формы, за исключением прямоугольной или круглой, увеличе ние площади допускается на основе расчета площади прямоугольника, заданного вокруг данной формы.

Ввиду отсутствия соответствующих формул для точного расчета теплового излучения для оконных стекол класса W или огнестойких остекленных элементов неправильной формы увеличение площади должно вычис ляться следующим способом:

1) определить площадь испытываемого образца: A0

2) определить площадь заданного прямоугольника,: A0 -заданное

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 78

3) определить коэффициент умножения F = A0 -заданное / A0

4) умножить измеренное тепловое излучение W0 на коэффициент умножения: W0 * F

5) продолжить расчет теплового излучения и увеличения площади, исходя из W′ 0 = W0 * F, как для прямоугольных оконных стекол с целью определения максимально допустимого увеличения отдельных оконных стекол класса EW или огнестойких остекленных элементов.

(см. рис. 6)

Соответствующий расчет должен быть включен в протокол о расширенном применении.

Испытанное    оконное    Заданный прямоуголь-          Вычислить увеличенную   Допустимая увеличенная
стекло площадью A 0      ник площадью A 0-заданное     площадь                 площадь исходного об-
Тепловое         излучение:                           разца
Тепловое излучение W 0   W 0-заданное = W 0 * A 0-
= 5 кВт/м2
заданное / A 0 =10 кВт/м

Рис. 6 Расчет теплового излучения для неправильных форм

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 79

EN 1364–3. ИСПЫТАНИЯ НАВЕСНЫХ ФАСАДОВ НА ОГНЕ-

СТОЙКОСТЬ (ПОЛНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ, ПОЛНАЯ СБОРКА)

В данной главе представлен метод определения огнестойкости навесных фасадных систем полной конфи гурации. Метод испытаний подходит для навесных фасадных систем, разработанных для обеспечения огне стойкости, и поддерживаемых плитами перекрытия. Данный метод не подходит для испытания навесных фа садных систем с неогнестойким остеклением. Огнестойкость навесных фасадных систем определяется в усло виях огневого воздействия изнутри или извне. При воздействии извне используется кривая огневого воздей ствия извне, описанная в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и до полнительные процедуры» [5]. Испытания отдельных элементов навесной фасадной системы (например, го ризонтального продольного уплотнителя, панели) или систем с неогнестойким остеклением, таким как окна, проводятся в соответствии со стандартом EN 1364-4 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость.

Часть 4: Навесные фасады. Частичная конфигурация» [8]. Для вертикальных уплотнителей подходит описан ный в этой главе метод испытаний. В настоящей главе не рассмотрены системы облицовки фасадов.

СТЕНДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

Кроме стендового оборудования, указанного в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1:

Общие требования» [4], и, если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5], при огневом воздействии изнутри или извне необходимо следующее:

− два перекрытия, соответствующим образом закрепленные на полу лаборатории и/или печи (при воздей ствии изнутри)

− прилегающие и/или моделируемые стеновые конструкции, обеспечивающие ограждение между печью и образцом (при воздействии изнутри)

− опорная рама, поддерживающая образец, разработанная для опоры образца и его размещения рядом с печью, см. рис. 1 (при воздействии извне)

Обозначения:

Печь

1 Опорная рама

2 Материал класса А1 для устранения зазора между печью и образцом

S1 Поверхность 1

S2 Поверхность 2 (наружная поверхность навесного фасада)

Рис. 1 Пример использования опорной рамы при воздействии извне

Применение контрольно-измерительного оборудования

Измерение температуры

Измерение температуры производится с помощью термопар.

На рис. 2 дано определение поверхностей при воздействии изнутри, а на рис. 3 – при воздействии извне.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 80

Обозначения:

Печь

Конструкция перекрытия

Зависит от выбранной стеновой конструкции

3 Прилегающая стена

4 Моделируемая стена (дополнительная)

А-А Вертикальный разрез

B-B Горизонтальный разрез

S1 Поверхность 1

S2 Поверхность 2

S3 Поверхность 3

S4 Поверхность 4

S5 Поверхность 5

S6 Поверхность 6

Размеры указаны в мм

Рис. 2 Определение поверхностей при воздействии изнутри (вид изнутри печи)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 81

Обозначения:

Печь

Зависит от выбранной стеновой конструкции

2 Материал класса А1 для устранения зазора между печью и образцом

5 Дополнительно

A-A Вертикальный разрез

B-B Горизонтальный разрез

S2 Поверхность 1

S2 Поверхность 2 (наружная поверхность навесного фасада)

Размеры указаны в мм

Рис. 3 Определение поверхностей при воздействии извне (вид изнутри печи)

Печные термопары (плоские термометры). Необходимо обеспечить наличие плоских термометров в

соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Коли чество термометров не должно быть меньше одного на каждые 1,5 м2 площади обогреваемой поверхности испытываемой конструкции. Следует так направить плоские термометры, чтобы сторона «А» выходила на заднюю стену печи.

Термопары на необогреваемой поверхности. Прикрепление и снятие термопар на необогреваемую

поверхность осуществляется по общим правилам, описанным в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестой кость. Часть 1: Общие требования» [4]. При воздействии изнутри и отсутствии необходимости оценки показа телей теплоизолирующей способности Поверхностей 2, 5, и 6, термопары могут быть сняты.

Среднее повышение температуры

Термопары для оценки теплоизолирующей способности не должны располагаться ближе, чем на 100 мм от

любой дискретной зоны, теплоизолирующая способность которой не измеряется. Для неоднородных испыты ваемых образцов, т.е. содержащих дискретные зоны ≥ 0,1 м2 с ожидаемыми различными показателями тепло изолирующей способности, например, остекление, среднее повышение температуры каждой дискретной зоны следует отслеживать отдельно. Среднее повышение температуры измеряется при помощи распределенных в каждой дискретной зоне термопар. На каждые 1,5 м2 или часть образца должна приходиться одна термопара.

В каждой дискретной зоне должны размещаться минимум две термопары.

Максимальное повышение температуры

Термопары для определения максимального повышения температуры необходимо добавить или поменять их размещение для конкретных конструкций, отличных от представленных на рис. 4 и 5. Термопары для оценки среднего повышения температуры также могут быть использованы для определения максимального повышения температуры.

Воздействие изнутри

Среднее повышение температуры

Поверхность 2. Среднее повышение температуры Поверхности 2 в соответствии с рис. 2, должно изме ряться при помощи пяти термопар, одной, расположенной ближе к центру образца, а другой – ближе к центру каждой четверти отрезка.

Поверхность 3. Среднее повышение температуры Поверхности 3 в соответствии с рис. 2, должно изме ряться при помощи двух термопар. Термопары должны быть расположены посередине высоты данной по верхности и на расстоянии 750 мм от вертикальной центральной линии с каждой стороны.

Поверхность 4. Среднее повышение температуры Поверхности 4 в соответствии с рис. 2, должно изме ряться при помощи двух термопар, если необходимо оценить показатель теплоизолирующей способности вер тикального продольного уплотнителя. Термопары должны быть расположены посередине ширины данной поверхности и на расстоянии 750 мм от горизонтальной центральной линии с каждой стороны.

Поверхность 5. Среднее повышение температуры Поверхности 5 в соответствии с рис. 2, должно изме ряться при помощи двух термопар. Термопары должны быть расположены посередине высоты данной по верхности и на расстоянии 750 мм от вертикальной центральной линии с каждой стороны.

Максимальное повышение температуры

Поверхности 2, 5 и 6. Для определения максимального повышения температуры необходимо прикрепить дополнительные термопары следующим образом (в соответствии с рис. 4):

− Термопара 2А: вровень с нижней поверхностью верхней моделируемой конструкции перекрытия посередине ширины,

− Термопара 2В: вровень с нижней поверхностью верхней моделируемой конструкции перекрытия вдоль вер тикального импоста,

− Термопара 2С: в месте соединения вертикального и горизонтального импостов,

− Термопара 2D: вровень с нижней поверхностью верхней моделируемой конструкции перекрытия посередине

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 82 ширины вертикального уплотнителя. Термопара 2D необходима только если используется вертикальный уп лотнитель, установленный в моделируемую стеновую конструкцию,

− Термопара 2Е: посередине высоты, на расстоянии 100 мм от края,

− Термопара 2F: посередине между двумя вертикальными импостами, если возможно, на стыке с горизонталь ным стыковым соединением между панелью/панелью/межоконной панелью и т.д. (в зоне положительного давления),

− Термопара 2G: посередине между двумя горизонтальными импостами, если возможно, на стыке с вертикаль ным стыковым соединением между панелью//панелью/межоконной панелью и т.д. (в зоне положительного давления) для каждой дискретной зоны. На рис. 4 представлены две термопары, обозначенные 2G, так как они записывают данные с двух дискретных зон,

− Термопара 2Н: посередине высоты и ширины вертикального уплотнителя,

− Термопара 2Н: необходима только если используется вертикальный уплотнитель, установленный в модели руемую стеновую конструкцию,

− Термопара 5А: вровень с верхней поверхностью верхней моделируемой конструкции перекрытия посередине ширины (Поверхность 5),

− Термопара 5В: вровень с верхней поверхностью верхней моделируемой конструкции перекрытия вдоль вер тикального импоста (Поверхность 5),

− Термопара 5С: на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия посередине ши рины (Поверхность 5),

− Термопара 5D: на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия вдоль верти кального импоста (Поверхность 5),

− Термопара 6А: в месте соединения нижней поверхности верхней моделируемой конструкции перекрытия с необогреваемой поверхностью моделируемой стеновой конструкции (Поверхность 6),

− Термопара 6В: на расстоянии 500 мм ниже термопары 6А (Поверхность 6). Термопары на Поверхности 6 не обходимы только если установлен вертикальный продольный уплотнитель.

Термопары не должны располагаться ближе, чем на 100 мм от любой дискретной зоны, теплоизолирующая способность которой не измеряется.

Обозначения:

Конструкция перекрытия l Стык

3 Прилегающая стена

4 Моделируемая стена (дополнительная)

6 Вертикальный уплотнитель

7 Горизонтальный уплотнитель

2A–2H Термопары на Поверхности 2

5A–5D Термопары на Поверхности 5

6A, 6B Термопары на Поверхности 6

A-A Вертикальный разрез

B-B Горизонтальный разрез (представлены термопары на горизонтальном уплотнителе)

D1, D2, D3 Горизонтальный уплотнитель, моделируемая стена, моделируемая стена (см. рис. 6)

HV, HV1, HV2, HW Термопары на горизонтальном уплотнителе

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 83

HZ Стык термопар

S1–S6 Поверхности от 1 до 6

Размеры указаны в мм

Рис. 4 Размещение термопар (максимальное повышение температуры) при воздействии извне

(вид снаружи печи)

Поверхности 3 и 4. Для определения максимального повышения температуры необходимо прикрепить до полнительные термопары следующим образом (в соответствии с рис. 5):

− Термопара 3А: по центру панели между вертикальными импостами на расстоянии 25 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3В: на поверхности вертикального импоста, параллельно проему печи, на расстоянии 25 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3С: на поверхности вертикального импоста, под углом 90° к проему печи, на расстоянии 25 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3D: по центру панели между вертикальными импостами, на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3Е: на поверхности вертикального импоста, параллельно проему печи, на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3F: на поверхности вертикального импоста, под углом 90° к проему печи, на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 4А: в месте соединения нижней поверхности верхней моделируемой конструкции перекрытия с необогреваемой поверхностью моделируемой стеновой конструкции (Поверхность 4), напротив термопары

6А, находящейся на Поверхности 6,

− Термопара 4В: на расстоянии 500 мм ниже термопары 4А (Поверхность 4), напротив термопары 6В, находя щейся на Поверхности 6. Термопары на Поверхности 4 необходимы только если установлен вертикальный продольный уплотнитель.

Обозначения:
Конструкция перекрытия
3A–3F        Термопары на Поверхности 3
4А–4В        Термопары на Поверхности 4
3            Прилегающая стена
4            Моделируемая стена (дополнительная)
6            Вертикальный уплотнитель
S1, S3, S4   Поверхности 1, 3 и 4
VX, VY       Термопары на вертикальном уплотнителе
Рис. 5 Размещение термопар (максимальное повышение температуры) при воздействии из нутри (вид изнутри печи)

Горизонтальные продольные уплотнители. Для определения максимального повышения температуры необходимо прикрепить термопары к горизонтальному продольному уплотнителю следующим образом (см. рис.

4):

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 84

− Термопара HV: в верхней части поверхности уплотнителя, в центре между вертикальными импостами и в центре поперек горизонтального продольного уплотнителя,

− Термопара HW: в верхней части поверхности уплотнителя на расстоянии 25 мм от вертикального импоста в центре поперек горизонтального продольного уплотнителя,

− Термопара HW1: в верхней части поверхности уплотнителя, расположенного в точке на расстоянии одной четверти между вертикальными импостами там, где уплотнитель соединяется впритык с перекрытием,

− Термопара HV2: в верхней части поверхности уплотнителя, расположенного в точке на расстоянии одной четверти между вертикальными импостами там, где уплотнитель соединяется впритык с панелью,

− Термопара HZ: если в уплотнителе есть стык, данная термопара должна быть расположена рядом с уп лотнителем на расстоянии 25 мм от стыка.

Вертикальные продольные уплотнители. Если требуется, максимальное повышение температуры можно определить при помощи размещения термопар на вертикальном продольном уплотнители следующим образом (см. рис 6):

o Термопара VX: в верхней части вертикального уплотнителя в центре поперек уплотнителя, на нижней по верхности верхней моделируемой конструкции перекрытия, размещенной в центре поперек продольного уплотнителя, o Термопара VY: на расстоянии 500 мм ниже термопары VХ.

Обозначения:

Конструкция перекрытия

3 Прилегающая стена

4 Моделируемая стена (дополнительная)

6 Вертикальный уплотнитель

7 Горизонтальный уплотнитель

8 Материал класса А1 для предотвращения продольного изгиба вертикального импоста

А Опция А для элемента D1

B Опция В для элемента D1

D1 Горизонтальный уплотнитель (см. рис.4)

D2 Моделируемая стена (см. рис.4)

D3 Моделируемая стена (см. рис.4)

VX, VY Термопары на вертикальном уплотнителе

Рис. 6 Размещение термопар (максимальное повышение температуры) при воздействии из вне, подробное описание

Воздействие извне

Среднее повышение температуры на Поверхности 1

Среднее повышение температуры на необогреваемой зоне Поверхности 1 в соответствии с рис. 3, должно измеряться при помощи пяти термопар, одной, расположенной ближе к центру образца, а другой – ближе к центру каждой четверти отрезка.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 85

Максимальное повышение температуры на Поверхности 1

Для определения максимального повышения температуры необходимо прикрепить дополнительные термопа ры к Поверхности 1 следующим образом (см. рис. 7):

− Термопара 1А: вровень с нижней поверхностью верхней моделируемой конструкции перекрытия посере дине ширины,

− Термопара 1В: вровень с нижней поверхностью верхней моделируемой конструкции перекрытия вдоль вертикального импоста,

− Термопара 1С: в месте соединения вертикального и горизонтального импостов,

− Термопара 1D: посередине высоты закрепленного края. Термопара 1D необходима только если использует ся вертикальный уплотнитель, установленный в моделируемую стеновую конструкцию,

− Термопара 1Е: в ожидаемом наихудшем положении свободного края, на расстоянии 100 мм от края,

− Термопара 1F: посередине между двумя вертикальными импостами, если возможно, на стыке с горизонталь ным стыковым соединением между панелью/панелью/межоконной панелью и т.д. (в зоне положительного давления),

− Термопара 1G: посередине между двумя горизонтальными импостами, если возможно, на стыке с верти кальным стыковым соединением между панелью//панелью/межоконной панелью и т.д. (в зоне положитель ного давления) для каждой дискретной зоны. На рис. 7 представлены две термопары, обозначенные 1G, так как они записывают данные с двух дискретных зон.

Термопары не должны располагаться ближе, чем на 100 мм от любой дискретной зоны, теплоизолирующая способность которой не измеряется.

Обозначения:

Печь

1A–1G Термопары на Поверхности 1

S1 Поверхность 1

Рис. 7 Размещение термопар (максимальное повышение температуры) при воздействии извне

(вид снаружи печи)

Крепления. Размещенные на креплениях для получения информации о температурном режиме термопары, также могут использоваться при оценке возможного снижения конструкционной прочности креплений.

Измерение давления

Приборы для измерения давления должны располагаться в соответствии с требованиями стандарта EN

1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

Отклонение

Для определения истории всех значительных отклонений (т.е. >5 мм) испытываемого образца во время проведения испытания необходимо предоставить соответствующее контрольно-измерительное оборудование.

Измерения должны проводиться посередине высоты необогреваемой поверхности образца, не обращая вни мания на выступы за пределы испытательной рамы или моделируемого перекрытия и стен, по центру данной

обогреваемой поверхности, а также на расстоянии 50 мм от свободного края. В стандарте EN 1363-1 «Испы тания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4] представлено руководство по применению измере ний отклонения. Измерение отклонения является обязательным требованием, хотя эксплуатационные показа-

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 86 тели для проверки этих измерений отсутствуют. Отклонение испытываемого образца важно для определения расширенной сферы применения результатов испытаний.

Тепловое излучение

Если требуется измерить тепловое излучение, следует разместить радиометры в соответствии с описанием в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры»

[5].

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Условия нагрева и давления и атмосфера в печи должны соответствовать требованиям стандарта EN 1363-

1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» и, если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5].

ИСПЫТЫВАЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ

Размер образцов

Обогреваемая ширина и высота должна быть не менее 3 м. Между полом испытательной лаборатории (или каким-либо другим элементом для обеспечения опоры под краем испытываемого образца) и нижним краем испытываемого образца необходимо оставить зазор в 50 мм (см. рис. 2 и 3).

Огневое воздействие изнутри

При воздействии изнутри испытываемый образец должен состоять из навесного фасада, горизонтальных

стыковых соединений и, если требуется, вертикального уплотнителя с моделируемой стеной. Если вертикаль ный уплотнитель не является элементом испытываемого образца, то следует использовать две прилегающие стеновые конструкции.

Изображенный на рис. 2 испытываемый образец должен быть достаточной высоты, чтобы:

а) он выступал как минимум на 500 мм за пределы верхней конструкции перекрытия, b) он выступал на 150 мм под верхней поверхностью нижней конструкции перекрытия с поддерживаемым как в реальных условиях нижним краем.

Если требуется оценка вертикального продольного уплотнителя, то испытываемый образец должен быть достаточной ширины, чтобы он выступал как минимум на 500 мм над наружной моделируемой стеной.

Огневое воздействие извне

При воздействии извне испытываемый образец должен состоять только из навесного фасада (см. рис. 3).

Испытываемый образец должен:

а) как минимум на 500 мм выступать за пределы верхнего перекрытия. В этом случае перекрытие является необязательным и допускается использование альтернативных конструкций, при этом размер образца должен соответствовать данному требованию. При огневом воздействии извне выступ испытываемого образца на 500 мм за пределы прилегающей стеновой конструкции можно уменьшить или удалить.

b) на 150 мм выступать за верхнюю поверхность нижней конструкции перекрытия, при этом нижний край должен быть без опоры.

Количество образцов

Количество испытываемых образцов должно соответствовать стандарту EN 1363-1 «Испытания на огне стойкость. Часть 1: Общие требования» [4] . Если требуется информация по различным условиям огневого воздействия, необходимо проведение дополнительных испытаний для каждого конкретного случая с исполь зованием отдельных испытываемых образцов.

Конструкция

Испытываемый образец должен либо полностью воспроизводить конструкцию, которая будет использо ваться в реальных условиях, включая крепления, температурные швы, горизонтальные продольные уплотни тели, отделку поверхности, необходимые и влияющие на поведение конструкции при проведении испытаний, либо быть сконструирован для достижения наиболее широкого применения результатов испытаний к другим аналогичным конструкциям.

Ограничение образца

Испытываемый образец должен прикрепляться к верхней и нижней конструкции перекрытия либо при по мощи применяемых в реальных условиях креплений, либо аналогичных для реальных условий креплений. Оба вертикальных края не должны ограничиваться. Для обеспечения свободного движения вертикальных импо стов, между прилегающей и моделируемой стеновой конструкцией и вертикальными импостами необходимо использовать уплотнитель (см. рис. 6). Максимальное движение вертикального импоста достигается при ис пользовании варианта D1 B на рис. 6.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 87

Сборка и проверка образца

Сборка и проверка испытываемого образца производится в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испы тания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

УСТАНОВКА ИСПЫТЫВАЕМОГО ОБРАЗЦА

Испытываемый образец должен крепиться к конструкциям перекрытия как в реальных условиях.

Конструкция перекрытия

Стандартная конструкция

Минимальная толщина перекрытия должна составлять 150 мм, а минимальная ширина – 500 мм. Перекры тие должно быть железобетонным плотностью 2 000 ± 500 кг/м3.

Нестандартная конструкция

Можно использовать любые используемые в реальных условиях опорные конструкции перекрытия. Резуль таты испытания ограничиваются только этой конструкцией (сфера прямого применения отсутствует).

Моделируемая стеновая конструкция

Стандартная конструкция

Характеристики стандартных стеновых конструкций должны соответствовать стандарту EN 1363-1 «Испы тания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Метод уплотнения пространства между испытывае мым образцом и стандартной стеновой конструкцией должен быть указан в протоколе испытания.

Нестандартная конструкция

Можно использовать любую используемую в реальных условиях стеновую конструкцию. Результаты испы тания ограничиваются только этой конструкцией (сфера прямого применения отсутствует).

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА

Испытываемая конструкция должна пройти предварительную обработку в соответствии со стандартом EN

1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Испытание должно проводиться при помощи оборудования и в соответствии с порядком проведения испы таний, описанном в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4] и, если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные проце дуры» [5].

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Критерии определения эксплуатационных показателей испытываемого образца представлены в стандарте

EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Результаты теплоизолирующей способности и целостности должны предоставляться отдельно для воздействия изнутри и извне и продольных уплотнителей, как показано в таблицах 1 и 2.

Следует измерить и записать температуру на креплениях, а также провести наблюдение и записать ин формацию о повреждении креплений при прогибе образца. Температура креплений может предоставить ин формацию о несущей способности креплений для расширенной сферы применения, хотя эта способность не

является эксплуатационным показателем. В соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестой кость. Часть 1: Общие требования» [4] необходимо провести и записать другие наблюдения, включая обру шение любого материала с внешней поверхности навесного фасада. Следует зафиксировать время обрушения компонента. Невозможно измерить размер компонента в процессе его обрушения при проведении испытаний на огнестойкость. Однако можно узнать размер компонента после его обрушения при проведении испытаний.

Таблица 1. Эксплуатационные показатели при воздействии изнутри

Поверхность или про-                     Целостность                   Теплоизолирующая способ дольный уплотнитель                                                    ность (для каждой дискрет ной зоны ≥ 0,1 м2)
Ватный       Измеритель      Горение        Средняя     Максимальная
тампон      промежутков                   температура    температура
S2a                  Yb              Y             Y              Yc                Yc
S3                   Y              –             Y              Y                 Y
S4                   Y              –             Y              Y                 Y
a                   b                                            c
S5                   Y               –             Y              Y                 Yc

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость.                                        Стр 88
S6a              Yb                     –             Y               –         Yc
Горизонтальный про дольный уплотнитель           Y                 Y                 Y           –                Y

Вертикальный продоль ный уплотнитель, если Y Y Y – Y требуется а

Обрушение элементов b

Используйте ватный тампон только если требуется классификация по теплоизолирующей способности.

с

Если требуется.

Таблица 2. Эксплуатационные показатели при воздействии извне

Поверхность                   Целостность                         Теплоизолирующая способность (для
каждой дискретной зоны ≥ 0,1 м2)
Ватный         Измеритель           Горение        Средняя         Максимальная
тампон        промежутков                        температура        температура
S1                Y              Y                   Y              Y                 Y
S2 а              –              –                   –              –                 –
а
Обрушение элементов

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

В дополнение к информации в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть

1: Общие требования» [4], в протоколе испытания должны быть представлены следующие данные:

а) информация о проведении испытаний в соответствии со стандартом EN 1364-3 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 3: Навесные фасады. Полная конфигурация (полная сборка)» [7], b) результаты испытаний, представленные в соответствии с эксплуатационными показателями таблиц 1 и

2.

СФЕРА ПРЯМОГО ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

Результаты испытаний напрямую применимы к конструкциям, в которые внесено одно или более из ниже перечисленных изменений с учетом внесения этих изменений в испытываемую конструкцию:

a) уменьшение модульной ширины и высоты остеклённых и/или неостеклённых зон, b) уменьшение расстояния между вертикальными или горизонтальными импостами, c) увеличение размеров вертикального импоста, d) увеличение толщины панели или толщины теплоизоляционной панели, e) уменьшение расстояния между центрами креплений, по вертикали и по горизонтали, f) увеличение толщины и/или плотности перекрытия, g) увеличение толщины уплотнителя, измеряемое в соответствии с толщиной перекрытия и/или стены, а также увеличение плотности минераловатного уплотнителя, h) уменьшение ширины уплотнителя.

Результаты испытаний считаются достоверными для навесных фасадных систем увеличенной ширины при условии, что характеристики конструкции (расстояние между вертикальными импостами и т.д.) соответствуют характеристикам испытываемых конструкций. Результаты испытаний считаются достоверными для навесных

фасадных систем увеличенной высоты (выступающих за пределы одного перекрытия) при условии, что рас стояние между перекрытиями равно или меньше расстояния между перекрытиями в испытываемых конструк циях.

ИСПЫТАНИЕ НАВЕСНЫХ ФАСАДОВ (ПОЛНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ)

Принципы испытаний и требования

Описанный в данной главе порядок проведения испытаний посвящен оценке огнестойкости навесной фа садной системы, отличающейся по своей структуре от других типов наружных стен тем, что она крепится к перекрытию и размещается перед плитой перекрытия. На рис. 8 поясняется, какая часть стандарта EN 1364

«Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость» [6, 7, 8] применяется к каждому типу стен.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость.                                          Стр 89
Обозначения:
№              Тип наружной стены                        Метод испытаний                 Стандарт
1    Разделяющая наружная стена между пере-      Ненесущая стена                         EN 1364-1
крытиями
2    Навесная фасадная система                   Полная конфигурация с огнестойким        EN 1364-3
остеклением
3     Межоконная панель, расположенная пол-     Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-1
ностью на перекрытии                      кого остекления
4     Надоконная панель, расположенная под      Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-1
перекрытием                               кого остекления
5     Межоконная панель, расположенная час-     Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
тично на перекрытии                       кого остекления
6     Межоконная панель, расположенная перед    Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
перекрытием                               кого остекления
7     Надоконная панель, расположенная перед    Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
перекрытием                               кого остекления
8     Межоконная панель (сочетание панелей)     Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
кого остекления
9     Горизонтальный продольный уплотнитель     Полная конфигурация с огнестойким        EN 1364-3
остеклением
10     Горизонтальный продольный уплотнитель     Частичная конфигурация без огнестой-   EN 1364-3 или
кого остекления                          EN 1364-4
Рис. 8 Соответствующий метод испытаний в зависимости от типа наружной стены/навесного
фасада (элемента)

При проведении испытаний оценивается огнестойкость следующих элементов навесной фасадной системы:

а) навесных фасадных систем, которые подвергаются огневому воздействию изнутри или извне, b) любого продольного уплотнителя между перекрытием и навесной фасадной системой, подвергающегося воздействию снизу, с) любого вертикального продольного уплотнителя между навесной фасадной системой и огнестойкой внутренней стеной, если один из элементов является частью системы,

d) данных о температуре на креплениях навесной фасадной системы, подвергающейся огневому воздейст вию снизу. Эти данные регистрируются только в целях проектирования и не являются частью классификации.

На рис. 9 представлены примеры типовой компоновки навесных фасадных систем и взаимодействие пол ной и частичной конфигураций относительно всей конструкции.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 90

Обозначения:

Испытываемый образец полной конфигурации

Испытываемый образец частичной конфигурации

1 Сборные элементы навесной фасадной системы

2 Панель

3 Горизонтальный импост

4 Вертикальный импост

Рис. 9 Соответствующий метод испытаний для различных конфигураций стен

Описанное в стандарте EN 1364-4 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 4: Навес ные фасады. Частичная конфигурация» [8] испытание используется для проверки:

е) огнестойкости элементов навесной фасадной системы при помощи огневого воздействия изнутри или извне, f) поведения горизонтального продольного уплотнителя при нагреве снизу.

Огневое воздействие изнутри здания (например, E, EW и EI (i o))

Задача пожарной безопасности состоит в предотвращении распространения огня из очага возгорания в смежные помещения в пределах здания. Необходимо оценить показатели теплоизолирующей способности

Поверхностей 3 и 4 (внутренних поверхностей) и продольного уплотнителя. При этом не требуется оценить показатели теплоизолирующей способности Поверхностей 2, 5 и 6, так как они являются наружными и при повышении температуры не представляют собой объект пожарной опасности.

При рассмотрении показателей целостности и теплоизолирующей способности необходимо использовать классификацию EI (i o), при условии проведения оценки показателей целостности Поверхностей 2, 3/5 и

4/6 и продольного уплотнителя. При таком воздействии в целом достаточно наличия огнестойкого неизолиро ванного остекления, если оконные стекла являются частью ограждающей конструкции здания. Если требуется оценка вертикального продольного уплотнителя, необходимо добавить 500 мм по вертикальным сторонам испытываемого образца.

Огневое воздействие снаружи здания (например, E, EW and EI (o i))

Необходимо оценить только Поверхность 1. Задачей является предотвращение распространения огневого воздействия снаружи здания на внешнюю ограждающую конструкцию здания (навесную фасадную систему).

При таком воздействии в целом достаточно наличия огнестойкого изолированного остекления, если оконные стекла являются частью ограждающей конструкции здания.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 91

EN 1364–4. ИСПЫТАНИЯ НАВЕСНЫХ ФАСАДОВ НА ОГНЕ-

СТОЙКОСТЬ (ЧАСТИЧНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ)

В данной главе представлен метод определения огнестойкости элементов навесных фасадов с неогнестой ким заполнителем, таким как остекление. В ней описаны испытания на огневое воздействие изнутри и извне следующих элементов: межоконных панелей, включая надоконные и подоконные панели или их сочетание, горизонтальных продольных уплотнителей, а также креплений, используемых для соединения навесных фа садов с элементами перекрытий. Метод испытаний включает оценку обрушения элементов, которые могут нанести травмы. В настоящей главе не рассмотрены системы облицовки фасадов и системы вентилируемых фасадов на наружных стенах, а также не описано поведение навесных фасадов в зависимости от характера распространения пожара.

СТЕНДОВОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ

В таблице 1 показано какую из особых конфигураций испытаний следует использовать для каждого эле мента навесного фасада в зависимости от типа огневого воздействия. Если требуется, следует использовать стендовое оборудование, описанное в стандартах EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4] и EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные про цедуры» [5].

Таблица 1. Конфигурации испытаний и условия воздействия

Продукт / элемент Тип навесного фасада Огневое воздействие Конфигурация навесного фасада – изнутри, извне испытаний

EN 1363-1

Сочетание подоконной и Неогнестойкое остекление надоконной панелей EN 1363-2

EN 1363-1

Огнестойкое остекление

EN 1363-2

EN 1363-1

Надоконная панель Неогнестойкое остекление

EN 1363-2

EN 1363-1

Огнестойкое остекление

EN 1363-2

EN 1363-1

Подоконная панель Неогнестойкое остекление

EN 1363-2

EN 1363-1

Огнестойкое остекление

EN 1363-2

Горизонтальный про- Неогнестойкое остекление EN 1363-1 1, 5, 9, 13 дольный уплотнитель Огнестойкое остекление EN 1363-1 3, 7, 11, 14

Неогнестойкое остекление EN 1363-1

Крепление

Огнестойкое остекление EN 1363-1

Дополнительная информация о конфигурации испытаний в зависимости от теплового воздействия и пояс нения представлены в таблице 4.

Конфигурация печи

Для установки образца и размещения трехмерной конструкции следует, если требуется, усовершенство вать вертикальную или горизонтальную печь. Трехмерная конструкция включает горизонтальный продольный

уплотнитель. Испытание проводится на трехмерном образце для воздействия на несколько поверхностей по доконной и надоконной панелей (межоконного пространства) и включает стандартное перекрытие, обеспечи вающее опору для навесного фасада. Футеровка перекрытия свода печи должна проводиться в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4] или состоять из газо бетона автоклавного твердения плотностью от 400 до 550 кг/м3.

Опорное перекрытие

Опорное перекрытие создается в качестве основы для присоединения креплений и размещения испыты ваемого горизонтального продольного уплотнителя. Если необходима информация по огнестойкости навесных фасадов в сочетании с определенным типом конструкции перекрытия, следует использовать эту конструкцию.

Применение контрольно-измерительного оборудования

Измерение температуры

Измерение температуры производится с помощью термопар.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 92

Печные термопары (плоские термометры). Необходимо обеспечить наличие плоских термометров в

соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Коли чество печных термопар не должно быть меньше одной на каждые 1,5 м2 площади обогреваемой поверхности испытываемого образца при условии наличия минимум четырех термопар. Размещение печных термопар должно соответствовать стандарту EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

Для контроля за печью используется комплект термопар, обозначенный Т1 на рис. A.1-A.13. Термопары, обо значенные Т2 на рис. A.1-A.13, даны в ознакомительных целях. Для стандартной кривой «температура – вре мя» (воздействие изнутри) и кривой огневого воздействия извне размещение термопар представлено на рис.

A.1-A.13.

Термопары на необогреваемой поверхности. Прикрепление и снятие термопар на необогреваемую

поверхность осуществляется по общим правилам, описанным в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестой кость. Часть 1: Общие требования» [4]. Первые 25 мм каждой термопары должны находиться в изотермиче ской плоскости.

Среднее повышение температуры

Поверхность 3 (однородные компоненты). Для однородных испытываемых образцов с учетом их

ожидаемой теплоизоляции, среднее повышение температуры необогреваемой поверхности должно измерять ся при помощи пяти термопар, одной, расположенной ближе к центру поверхности, а другой – ближе к центру каждой четверти отрезка.

Поверхность 3 (неоднородные компоненты). Для неоднородных испытываемых образцов, например состоящих из различных материалов, минимальной площадью 0,1 м2, или имеющих рифление или неровности на поверхности, необходимо отслеживать температуру в каждой зоне для определения среднего повышения температуры. На каждые 1,5 м2 или часть образца должна приходиться одна термопара. В каждой дискретной зоне должны размещаться минимум две термопары.

Горизонтальный продольный уплотнитель. Среднее повышение температуры не измеряется за отсут ствием критериев его оценки.

Максимальное повышение температуры

Поверхность 3. Термопары должны прикрепляться к Поверхности 3 в местах, где эта поверхность высту пает над опорным перекрытием больше чем на 75 мм (см. рис. 1):

− Термопара 3А: по центру панели между вертикальными импостами на расстоянии 25 мм выше верхней мо делируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3В: на поверхности вертикального импоста, параллельно проему печи, на расстоянии 25 мм вы ше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3С: на поверхности вертикального импоста, под углом 90° к проему печи, на расстоянии 25 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3D: по центру панели между вертикальными импостами, на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3Е: на поверхности вертикального импоста, параллельно проему печи, на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия,

− Термопара 3F: на поверхности вертикального импоста, под углом 90° к проему печи, на расстоянии 250 мм выше верхней моделируемой конструкции перекрытия.

Обозначения:

Опорное перекрытие

Подоконная / надоконная панель / сочетание панелей

Стена печи

3А – 3F Размещение термопар 3A – 3F

VX, VY Размещение термопар VX и VY

1 Горизонтальный продольный уплотнитель

S3, S5 Поверхности 3, 5

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость.                                     Стр 93
A-A       Вертикальный разрез
Рис. 1 Размещение термопар на Поверхности S3 для воздействия изнутри и извне (вид изнут ри печи)

Горизонтальный продольный уплотнитель. Для определения максимального повышения температу ры необходимо прикрепить термопары к горизонтальному продольному уплотнителю следующим образом (см.

рис. 2):

− Термопара HV: в верхней части поверхности уплотнителя, в центре между вертикальными импостами и в центре поперек горизонтального продольного уплотнителя,

− Термопара HW: в верхней части поверхности уплотнителя на расстоянии 25 мм от вертикального импоста в центре поперек горизонтального продольного уплотнителя,

− Термопара HW1: в верхней части поверхности уплотнителя, расположенного в точке на расстоянии одной четверти между вертикальными импостами там, где уплотнитель соединяется впритык с перекрытием,

− Термопара HV2: в верхней части поверхности уплотнителя, расположенного в точке на расстоянии одной четверти между вертикальными импостами там, где уплотнитель соединяется впритык с панелью,

− Термопара HZ: если в уплотнителе есть стык, данная термопара должна быть расположена рядом с уплот нителем на расстоянии 25 мм от стыка.

Обозначения:

Горизонтальный уплотнитель

Стык

Вертикальное перекрытие свода печи

HV, HV1, HV2, HW Термопары на горизонтальном продольном уплотнителе

HZ Стык термопар

Размеры указаны в мм

Рис. 2 Размещение термопар на горизонтальном продольном уплотнителе

(горизонтальный разрез)

Переносная термопара. Для измерения максимальной температуры в любой точке должна использо ваться переносная термопара.

Дополнительные термопары. Все другие термопары, используемые для получения дополнительной информации (например, для измерения температуры внутри стены), должны прикрепляться таким образом, чтобы не повредить образец.

Термопары на креплениях. Необходимо использовать термопары для измерения температуры любого крепления, соединяющего навесной фасад с опорным перекрытием. Измерение температуры креплений мож но использовать для оценки несущей способности в условиях огневого воздействия в расширенной сфере применения (например, для оценки возможного снижения прочности конструкции креплений).

Измерение давления

Давление в печи необходимо измерять в соответствии с подробным описанием в стандарте EN 1363-1 «Ис пытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Во время проведения испытания давление долж но измеряться в точке на расстоянии 100 мм под опорным перекрытием (огневое воздействие изнутри) или

100 мм под верхней частью образца (огневое воздействие извне) в точках, обозначенных на рис. A.1-A.13.

Отклонение

Если Поверхность 3 выступает по меньшей мере на 200 мм над перекрытием, для записи отклонения необ ходимо использовать соответствующее контрольно-измерительное оборудование. Интервал измерений не

должен превышать 5 минут. Отклонение следует измерять на Поверхности 3 по меньшей мере в центре наи большей панели и на расстоянии 50 мм от вертикального импоста. Замер отклонения должен производиться в месте, на 100 мм ниже верхней части Поверхности 3. Отклонение не является критерием испытания, но ин формация об отклонении образца может использоваться при проектировании систем.

Тепловое излучение

Если требуется измерить тепловое излучение, следует разместить радиометры в соответствии с описанием в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры»

[5].

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 94

УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Условия нагрева и давления и атмосфера в печи должны соответствовать требованиям стандарта EN 1363-

1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4] и, если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5] для кривой огневого воздействия извне. Определение поверхностей S1, S2, S3 и S5 представлено на рис. 3. Образцы должны испытываться при помощи контроля условий нагрева на поверхности S1 или S2/S5 в соответствии с конфигурацией испытаний, выбранной в таблице 1.

ИСПЫТЫВАЕМЫЕ ОБРАЗЦЫ

Испытываемый образец должен состоять из элементов навесных фасадов. Он должен полностью воспро изводить конструкцию, по которой требуется информация. Для расширения результатов необходимо исполь зовать одну из стандартных конфигураций, представленных на рис. A.1-A.13. Испытываемый образец должен состоять из навесной фасадной системы, горизонтального продольного уплотнителя и креплений к опорному перекрытию. Крепление образца к опорному перекрытию должно в точности соответствовать используемому в реальных условиях креплению.

Количество образцов

Функционирование навесных фасадов при огневом воздействии изнутри и извне может быть определено при помощи одного испытания при условии, что образец нагревается под воздействием изнутри, контроли руемым Т1 и измеренная температура печных термопар Т2 выше температуры окружающей среды, указанной в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры»

[5]. Если эти условия не выполняются, необходимо провести отдельное испытание на огневое воздействие извне. Если в реальных условиях вертикальные импосты не закреплены на каждом перекрытии, следует мо делировать свободные условия.

Размер образцов

Размер испытываемого образца должен быть следующим:

1) высотой с межоконное пространство как в реальных условиях (обычно 1 м)

2) если ширина элемента навесного фасада в реальных условиях меньше 3 м, испытываемый образец должен быть в натуральную величину как в реальных условиях

3) если ширина элемента навесного фасада больше 3 м, ширина испытываемого образца должна быть не меньше 3 м.

Высота зависит от государственных норм. Если высота образца меньше вертикального проема печи, проем печи должен быть закрыт при помощи кладки из блоков газобетона автоклавного твердения плотностью от

400 до 550 кг/м3. Если с целью подготовки испытываемого образца размер навесного фасада был изменен, все поверхности срезов должны быть защищены для предотвращения дополнительной теплопередачи на об разец, по сравнению с обычным использованием.

Поверхности

На рис. 3 представлено определение поверхностей для установки термопар в зависимости от огневого

воздействия (изнутри и извне). Нумерация поверхностей соответствует стандарту EN 1364-3 «Испытания не несущих конструкций на огнестойкость. Часть 3: Навесные фасады. Полная конфигурация (полная сборка)»

[7].

Обозначения:

Опорное перекрытие

Подоконная / надоконная панель / сочетание панелей

Горизонтальный продольный уплотнитель

1 Упрощенный пример крепления

S1 Поверхность 1

S2 Поверхность 2

S3 Поверхность 3

S5 Поверхность 5

Рис. 3 Определение поверхностей

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 95

Конструкция

Испытываемый образец должен либо полностью воспроизводить конструкцию, которая будет использо ваться в реальных условиях, включая крепления, температурные швы, горизонтальные продольные уплотни тели, отделку поверхности, необходимые и влияющие на поведение конструкции при проведении испытаний, либо быть сконструирован для достижения наиболее широкого применения результатов испытаний к другим аналогичным конструкциям. На рис. A.1–A.13 представлены стандартные конфигурации.

Необходимо учитывать все влияющие на огнестойкость характеристики конструкции. Если ширина одной межоконной панели (подоконной/надоконной панелей) меньше 3 метров, как минимум 3 панели со средней панелью максимального размера должны быть объединены в испытываемом образце. Если ширина панели

превышает или равна 3 метрам, как минимум 3 панели со средней панелью максимального размера и боковы ми панелями шириной как минимум 50 см должны быть объединены в испытываемом образце. Высота h - это общая высота подоконной и надоконной панелей (межоконного пространства).

Ограничение образца

Края образца должны быть ограничены как в реальных условиях (см. рис. 4). В реальных условиях навес ные фасады в основном ограничиваются не полностью. Если конструкция в реальных условиях превышает размер печи, вертикальные и горизонтальные края панелей должны ограничиваться также как и в реальных условиях. Если края свободны, они не должны ограничиваться. Вертикальные импосты, если имеются, долж ны быть закреплены как в реальных условиях и закрыты на концах уплотнителем (например, минеральной ватой). Любой уплотнитель, используемый в зазорах между испытываемым образцом и печью только в целях

проведения испытания не должен слишком сильно ограничивать испытываемый образец. Испытываемый об разец обычно прикрепляется к опорному перекрытию, а вертикальные импосты срезаются. В некоторых слу чаях вертикальные импосты могут крепиться при помощи втулок для моделирования реального вертикального импоста. На верхнюю часть образца помещается минераловатный уплотнитель, так как в реальных условиях на это место монтируется остекление, так что верхняя часть остается неограниченной.

Сборка и проверка образца

Сборка и проверка испытываемого образца производится в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испы тания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

УСТАНОВКА ИСПЫТЫВАЕМОГО ОБРАЗЦА

Испытываемый образец должен крепиться к опорному перекрытию с помощью креплений, которые ис пользуются в реальных условиях.

Опорное перекрытие

Стандартное опорное перекрытие

Минимальная толщина стандартного опорного перекрытия должна составлять 150 мм, а минимальная ши рина – 1000 мм. Перекрытие должно быть железобетонным плотностью 2 000 ± 500 кг/м3.

Нестандартное опорное перекрытие

Можно использовать другие используемые в реальных условиях опорные перекрытия, например, стальные или деревянные конструкции перекрытий. Результаты испытания ограничиваются только этой конструкцией перекрытия (сфера прямого применения конструкций перекрытий отсутствует).

Перекрытие свода печи

Перекрытие свода печи должно быть изготовлено из газобетона автоклавного твердения (плотностью от

400 до 550 кг/м3). Несгораемый уплотнитель (из минеральной ваты с температурой плавления больше 1000°C) должен обеспечить перемещение образца аналогичным образом, что и в реальных условиях. Для испытания

навесного фасада с огнестойким остеклением, сборная конструкция должна быть установлена с дополнитель ным перекрытием свода в нижней части печи (см. рис. A.3, A.4, A.7, A.8, A.11 и A.12). Также дополнительное перекрытие свода печи используется при проведении испытаний горизонтального продольного уплотнителя или креплений (см. рис. A.13).

Крепление образца

Крепление должно осуществляться как в реальных условиях. Необходимо провести испытание наиболее ненадежной конструкции крепления.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАБОТКА

Испытываемый образец и опорное перекрытие должны пройти предварительную обработку в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4].

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ИСПЫТАНИЙ

Испытание должно проводиться при помощи оборудования и в соответствии с порядком проведения испы таний, описанном в стандарте EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], и,

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 96

если требуется, EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные проце дуры» [5]. Во время испытания должны проводиться измерения с целью определения значений целостности и теплоизолирующей способности для различных элементов образца, как показано в таблицах 2 и 3.

ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ

Критерии определения эксплуатационных показателей испытываемого образца представлены в стандарте

EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4]. Результаты теплоизолирующей

способности и целостности должны предоставляться отдельно для воздействия изнутри и извне и горизон тального продольного уплотнителя, как показано в таблицах 2 и 3. Эксплуатационные показатели с учетом теплоизолирующей способности оцениваются для разных элементов образца навесного фасада в зависимости от конфигурации испытания, выбранной в соответствии с таблицей 1. На рис. 1 и 2 показаны группы термо пар, которые необходимо использовать для одного и более из нижеуказанных элементов:

a) необогреваемой внутренней поверхности над опорным перекрытием, Поверхность 3, b) необогреваемой поверхности горизонтального продольного уплотнителя.

Следует измерить и записать температуру на креплениях. Температура креплений может предоставить информацию о несущей способности креплений для расширенной сферы применения, хотя эта способность не

является эксплуатационным показателем. В соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестой кость. Часть 1: Общие требования» [4] необходимо провести и записать другие наблюдения, включая обру шение любого материала с внешней поверхности в результате повреждения крепления. Следует зафиксиро вать время обрушения компонента. Невозможно измерить размер компонента в процессе его обрушения при проведении испытаний на огнестойкость. Однако можно узнать размер компонента после его обрушения при проведении испытаний.

Таблица 2. Эксплуатационные показатели при воздействии изнутри

Поверхность или Целостность (Е) Теплоизолирующая способ горизонтальный ность (I) (для каждой дис продольный кретной зоны > 0,1 м2) уплотнитель Ватный Измеритель Горение Обрушение Среднее Максимальное тампон промежутков элементов повышение повышение температуры температуры

S3 Ya – Y – Yb Yb

Горизонтальный Y Y Y – – Y продольный уплот нитель

Крепление – – – – – Y для несу щей функции

S2, S5 Yb a

Используйте ватный тампон только если требуется классификация по теплоизолирующей способности (I) в соответствии со стандартом EN 13501-2:2006 «Классификация строительных продуктов и типов конструкций по их противопожарным характеристикам – Часть 2: Классификация с результатами испытаний на огнестой кость» [3].

b

Если требуется.

Таблица 3. Эксплуатационные показатели при воздействии извне

Поверхность                               Целостность (E)                   Теплоизолирующая способ ность (I) (для каждой дис кретной зоны > 0,1 м2)
Ватный            Измеритель     Горение    Обрушение      Среднее      Максимальное
тампон           промежутков                элементов    повышение        повышение
температуры      температуры
S3               Y                Y              Y          –              Y               Y
S2, S5             –                –              –          Ya             –               –
a
Если требуется.

ПРОТОКОЛ ИСПЫТАНИЯ

В дополнение к информации в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть

1: Общие требования» [4], в протоколе испытания должны быть представлены следующие данные:

а) информация о проведении испытаний в соответствии со стандартом EN 1364-4 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 4: Навесные фасады. Частичная конфигурация» [8], b) результаты испытаний, представленные в соответствии с эксплуатационными показателями таблиц 2 и

3:

− использованная температурная кривая,

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 97

− Поверхности S2 и S5: время обрушения элементов и время нарушения показателей целостности,

− Поверхность S3: время нарушения показателей целостности и/или теплоизолирующей способности,

− горизонтальный продольный уплотнитель: время нарушения показателей целостности и/или теплоизо лирующей способности (максимальное повышение температуры),

− крепление: время достижения отметки 500°C.

Если во время проведения одного из испытаний были достигнуты показатели нагрева при воздействии из нутри и извне, сведенные в таблицу результаты должны быть представлены отдельно для каждого условия воздействия.

СФЕРА ПРЯМОГО ПРИМЕНЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЙ

Результаты испытаний образца на огнестойкость, подвергающегося воздействию стандартной кривой

«температура – время» в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Об щие требования» [4], считаются достоверными для этого же образца, подвергающегося воздействию кривой огневого воздействия извне в соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2:

Альтернативные и дополнительные процедуры» [5].

Результаты испытаний на огнестойкость напрямую применимы к конструкциям, отличающимся от испы танных по одному или более из нижеуказанных показателей:

а) уменьшение ширины панели допустимо при условии, что детали крепления к опорному перекрытию ос таются без изменений, b) уменьшение расстояния между вертикальным и горизонтальным импостами или увеличение размеров вертикального импоста, с) увеличение толщины перекрытия или толщины горизонтального продольного уплотнителя, измеряемое по вертикали, d) увеличение плотности уплотнителя, если он состоит из минеральной ваты (без изменения типа уплот нителя), е) уменьшение расстояния между центрами креплений, по вертикали и/или по горизонтали.

Результаты испытаний образца навесного фасада, испытанного перед стандартным перекрытием, считают ся достоверными для других перекрытий из газобетона или легковесного или плотного бетона, при условии, что толщина также как и огнестойкость с учетом несущей способности данных перекрытий равны или выше аналогичных параметров использованного в испытании стандартного перекрытия.

Результаты испытаний образца навесного фасада, испытанного перед нестандартным перекрытием, счи таются достоверными для других аналогичных перекрытий, при условии, что толщина также как и огнестой кость с учетом несущей способности, целостности и теплоизолирующей способности данных перекрытий рав ны или выше аналогичных параметров использованного в испытании нестандартного перекрытия.

Пункты а) и b) также достоверны для испытываемых образцов с нестандартными конструкциями перекры тий.

Для стандартных конфигураций 1, 5 и 9, результаты достоверны для огневого воздействия извне при ус ловии, что термопары Т2 фиксируют температуру выше, чем при огневом воздействии извне, описанном в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры»

[5]. Если навесная фасадная система была оценена с использованием данных стандартных изменений в одном компоненте системы, например, изменении теплоизолирующей способности межоконной панели, она также может быть оценена в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огне стойкость. Часть 1: Стены» [6] с уменьшенным размером печи.

ИСПЫТАНИЕ НАВЕСНЫХ ФАСАДОВ (ЧАСТИЧНАЯ КОНФИГУРАЦИЯ)

Стандартная конфигурация

В основном навесные фасады являются фасадами оригинального дизайна или производятся на заказ, и каждый производитель использует специальные технологии для производства и сборки систем. В отличие от других настенных систем, навесные фасады не собираются строителями из общих материалов, полученных

через обычных поставщиков строительных материалов. Большая часть установок имеет специфичную конфи гурацию, требующую наличие необходимой информации. На рис. 4 представлены примеры типовой компо новки, при этом допускаются другие варианты. Выбор испытания элементов навесной фасадной системы осу ществляется заказчиком при содействии специалистов лаборатории, которые определят соответствие кон кретной стандартной конфигурации нормативным требованиям.

Опорное перекрытие

Стандартное опорное перекрытие должно быть изготовлено из железобетона с анкерами для крепления. В отдельных случаях могут испытываться стальные или деревянные перекрытия.

Элементы навесной фасадной системы

Навесные фасадные системы включают окна и если эти окна не представляют собой огнестойкое остекле ние, то система не может испытываться в печи, так как повреждение остекления помешает продолжению на грева. В целом строительные нормы допускают использование неогнестойкого остекления в наружных стенах,

следовательно, необходимо провести испытания только неостекленных элементов. Можно испытывать ниж ний (подоконная панель) или верхний (надоконная панель) элемент навесного фасада или их сочетание. Кро-

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 98 ме того, следует проверить остальные элементы системы, в особенности метод их крепления к зданию и к горизонтальному продольному уплотнителю. На рис. 5 представлены разные типы компонентов. На рис. A.1-

A.13 показаны различные способы размещения элементов в печи. Измерения на верхних панелях зависят от

их выступа над и под перекрытием, к которому они присоединены. На рис. A.1-A.13 также представлено мо делирование огневого воздействия извне путем воздействия условий нагрева на внешнюю поверхность в со ответствии с кривой огневого воздействия извне, описанной в стандарте EN 1363-2 «Испытания на огнестой кость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5]. Кроме того, воспроизведено крепление перекрытия, хотя оно напрямую не находится под воздействием высоких температур.

Выбор образца

Выбранный для проведения испытаний на огнестойкость образец должен включать все основные характе ристики системы, влияющие на его огнестойкость. В образец должны быть представлены примеры типового крепления вертикального импоста, если он используется в реальных условиях, а также соединения навесных панелей. Даже если навесной фасад не крепится к каждому перекрытию или стене, в испытываемый образец все равно необходимо включать пример такого крепления. При испытании элементов навесного фасада края образца должны защищаться также как и в реальных условиях, так как одним из условий, проверяемых при испытании, является распространение огня по панелям до верхнего уровня.

Принципы испытаний и требования

На рис. 4 представлены типовые навесные фасадные системы. Описанный в данной главе порядок прове дения испытаний посвящен определению огнестойкости элементов навесной фасадной системы, отличающей ся по своей структуре от других типов наружных стен. На рис. 5 поясняется, какая часть стандарта EN 1364

«Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость» [6, 7, 8] применяется к каждому типу навесной фасад ной системы. Например, поведение навесной фасадной системы – полной конфигурации только с огнестойким

остеклением – можно определить при помощи испытания, описанного в стандарте EN 1364-3 «Испытания не несущих конструкций на огнестойкость. Часть 3: Навесные фасады. Полная конфигурация (полная сборка)»

[7].

Обозначения:

Испытываемый образец полной конфигурации

Испытываемый образец частичной конфигурации

1 Сборные элементы навесного фасада

2 Панель

3 Горизонтальный импост

4 Вертикальный импост

Рис. 4 Соответствующий метод испытаний для различных конфигураций стен

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость.                                      Стр 99
Обозначения:
№             Тип наружной стены                           Метод испытаний                 Стандарт
1   Разделяющая наружная стена между пере-        Наружная стена                           EN 1364-1
крытиями
2   Навесная фасадная система                     Полная конфигурация с огнестойким        EN 1364-3
остеклением
3      Подоконная панель, расположенная полно-    Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-1
стью на перекрытии                         кого остекления
4      Надоконная панель, расположенная под       Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-1
перекрытием                                кого остекления
5      Подоконная панель частично расположенная   Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
на перекрытии                              кого остекления
6      Подоконная панель, расположенная перед     Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
перекрытием                                кого остекления
7      Надоконная панель, расположенная перед     Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
перекрытием                                кого остекления
8      Межоконная панель (сочетание панелей)      Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-4
кого остекления
9      Горизонтальный продольный уплотнитель      Полная конфигурация с огнестойким        EN 1364-3
остеклением
10     Горизонтальный продольный уплотнитель      Частичная конфигурация без огнестой-     EN 1364-3
кого остекления                         или EN 1364-
Рис. 5 Соответствующий метод испытаний в зависимости от типа наружной стены/навесного фа сада (элемента)

Испытание специфично для элементов навесной фасадной системы и оно оценивает их огнестойкость для следующих характеристик конструкции (см. таблицу 4):

а) навесной фасадной системы, которая:

– либо подвергается воздействию изнутри или снизу согласно стандартной кривой «температура – время»

в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4],

– либо подвергается воздействию извне согласно кривой воздействия извне в соответствии со стандартом EN

1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5], b) горизонтального продольного уплотнителя между перекрытием и навесным фасадом, подвергающегося воздействию снизу согласно стандартной кривой «температура – время» в соответствии со стандартом EN

1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], с) креплений навесного фасада, подвергающихся воздействию снизу согласно стандартной кривой «тем пература – время» в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], d) полостей в пределах навесной фасадной системы.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 100

Описанное в данном разделе испытание в основном используется для проверки огнестойкости элементов навесной фасадной системы в случае огневого воздействия изнутри и/или извне, так как обычно навесные фасадные системы производятся без огнестойкого остекления. Подразумевается способность элементов на весной фасадной системы препятствовать распространению огня на верхний уровень по соединениям между перекрытием и навесной фасадной системой, а также по всем полостям навесной фасадной системы. Таковы государственные нормы. Таблица 4 обобщает вышеуказанную информацию. Также проведение испытания может использоваться для получения информации о способности навесного фасада выдерживать огневое

воздействие извне. В таблице 4 указано какие показатели, а именно прочность, целостность и теплоизоли рующая способность (140 К и 180 К, или только 180 К), подходят каждому элементу. Необходимо использо вать либо горизонтальную печь соответствующей глубины, либо вертикальную печь с испытательной рамой

для соединения с плитой опорного перекрытия, при условии соблюдения заданных условий нагрева и давле ния. Для проверки полной конфигурации навесных фасадов с огнестойким остеклением следует использовать испытание, описанное в стандарте EN 1364-4 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 4:

Навесные фасады. Частичная конфигурация» [8].

Таблица 4. Пояснение принципов испытаний

Стандартная    Огневое   Условия воздействия          Возможные          Подходящие     Тип навес конфигурация воздействиеa   и испытываемые             классифика-        для испыты-    ной фасад испытания                   поверхности              ции / приме-       ваемой про- ной системы
(см. рис. A.1-                                          чание b         дукции / эле-
A.13)                                                               мента навес ной фасадной
системы
1            изнутри                            Межоконное        Подоконная    + Неогнестойкое
пространство:     надоконная па- остекление
E (i → o), E (i ↔ нели,   Горизон o), EI (i → o),   тальный     про-
EI (i ↔ o)        дольный уплот-
Горизонтальный нитель,
продольный уп- Крепление,
лотнитель: EI     Сочетание
2             извне                             Межоконное       Подоконная     +
пространство:    надоконная    па-
E (o → i),       нели
EI (o → i)

3           изнутри                             Межоконное         Подоконная    +    Огнестойкое
пространство:      надоконная па-     остекление
E (i → o), EI (i → нели,   Горизон o), EW (i → o)     тальный     про-
Горизонтальный дольный уплот продольный уп- нитель,
лотнитель: EI      Крепление,
Сочетание
4            извне                              Межоконное       Подоконная     +
пространство:    надоконная    па-
E (o → i),       нели
EI (o → i)

5 изнутри Межоконное Надоконная па- Неогнестойкое пространство: нель, остекление

E (i → o), E (i ↔ Горизонтальный o) продольный уп-

Горизонтальный лотнитель, продольный уп- Крепление, лотнитель: EI Сочетание

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость.                                     Стр 101
6           извне                          Межоконное        Надоконная   па пространство:     нель
E (o → i)

7 изнутри Межоконное Надоконная па- Огнестойкое пространство: нель, остекление

E (i → o), EI (i → Горизонтальный o), EW (i → o) продольный уп-

Горизонтальный лотнитель, продольный уп- Крепление, лотнитель: EI Сочетание

8 извне Межоконное Надоконная па- Огнестойкое пространство: нель остекление

E (o → i), EI (o

→ i), EW (o → i)

9 изнутри Межоконное Подоконная па- Неогнестойкое пространство: нель, остекление

E (i → o), E (i ↔ Горизонтальный o), EI (i → o), EI продольный уп-

(i ↔ o) лотнитель,

Горизонтальный Крепление, продольный уп- Сочетание лотнитель: EI

10 извне Межоконное Подоконная па пространство: нель

E (o → i), EI (o

→ i)

11 изнутри Межоконное Подоконная па- Огнестойкое пространство: нель, остекление

E (i → o), EI (i → Горизонтальный o), EW (i → o) продольный уп-

Горизонтальный лотнитель, продольный уп- Крепление, лотнитель: EI Сочетание

12 извне Межоконное Подоконная па пространство: нель

E (o → i), EI (o

→ i), EW (o → i)

13 изнутри Горизонтальный Горизонтальный Неогнестойкое продольный уп- продольный уп- остекление лотнитель: EI лотнитель,

Крепление

14 изнутри Горизонтальный Горизонтальный Огнестойкое продольный уп- продольный уп- остекление лотнитель: EI лотнитель,

Крепление

15         изнутри                         Несущая      функ- Крепление         Неогнестойкое
ция                                  остекление

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость.                                Стр 102
16           изнутри                              Несущая    функ-     Крепление      Огнестойкое
ция                                 остекление

Обозначения: Размеры указаны в мм

S1, S2, S3, S5 Поверхность 1, 2, 3, 5

1 Целостность (и теплоизолирующая способность 140 K/180 K) межоконного пространства (подоконной / на доконной панелей)

2 Механическая прочность межоконного пространства (подоконной / надоконной панелей)

3 Целостность и теплоизолирующая способность 180 K горизонтального продольного уплотнителя

4 Точность крепления – несущая функция

5 Крепление a

Изнутри = Стандартная кривая «температура – время» в соответствии со стандартом EN 1363-1 «Испытания

на огнестойкость. Часть 1: Общие требования» [4], извне = кривая воздействия извне в соответствии со стан дартом EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры» [5].

b

В зависимости от государственных норм.

Огневое воздействие изнутри

На рис. 4 и 5 показаны различные конструкции для наружных стен в реальных условиях. Выбор компонов ки испытаний зависит от того, как стена будет использоваться в реальных условиях, будет ли она испыты ваться на огневое воздействие изнутри или извне, и используется ли в реальных условиях огнестойкое или неогнестойкое остекление. В европейских странах существуют различные государственные нормы. Задача противопожарной защиты состоит в предотвращении распространения огня из очага возгорания в другие по мещения выше, ниже или рядом с очагом в пределах здания.

Неогнестойкое остекление

Для неогнестойкого остекления частичная конфигурация моделирует ситуацию разбивания окна под огне вым воздействием, при помощи огневого воздействия на образец с обеих сторон (стандартные конфигурации

1, 2, 5, 6, 9 и 10). При таком воздействии выделяют следующие эксплуатационные показатели:

а) целостность для частичной конфигурации (включая прочность и крепление) b) теплоизолирующая способность для внутренней поверхности над перекрытием в случае подоконной па нели с) если требуется, целостность и теплоизолирующая способность для горизонтального продольного уплот нителя.

Также можно измерить температуру креплений. Хотя не указывается критерий приемки для повышения температуры креплений, данную информацию можно использовать для оценки их несущей способности.

Если используется стандартная конфигурация 1, 5 или 9, результаты испытаний для воздействия изнутри можно также использовать для оценки воздействия извне при условии, что межоконная панель подвергалась воздействию режима нагрева согласно требованиям для кривой огневого воздействия извне в соответствии со стандартом EN 1363-2 «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные процедуры»

[5] во время проведения испытания, определенного термопарами Т2. В этом случае нет необходимости про ведения второго испытания для оценки огневого воздействие извне. В случае с неогнестойким остеклением показатель теплоизолирующей способности на внешней поверхности не представляет интереса из-за модели рования разбитых окон.

Огнестойкое остекление

Для огнестойкого остекления частичная конфигурация моделирует ситуацию, при которой окно выдержи вает огонь, при помощи огневого воздействия на образец только с одной стороны с помощью дополнительно го перекрытия свода печи (стандартные конфигурации 3, 4, 7, 8, 11 и 12). При таком воздействии выделяют следующие эксплуатационные показатели:

а) целостность для частичной конфигурации (включая прочность и крепление);

b) если требуется, тепловое излучение;

с) если требуется, целостность и теплоизолирующая способность для горизонтального продольного уплот нителя.

Также можно измерить температуру креплений. Хотя не указывается критерий приемки для повышения температуры креплений, данную информацию можно использовать для оценки их несущей способности.

Если используются стандартные конфигурации для огнестойкого остекления, для определения огневого воздействия изнутри и извне для классификации (i ↔ o) всегда необходимо проведение двух отдельных испы таний.

Огневое воздействие извне

Если стену необходимо испытать на воздействие извне, нет необходимости использовать полностью ре презентативную трехмерную конструкцию, так как горизонтальный продольный уплотнитель и крепление не будут нагреваться. Однако для моделирования проведения испытания на системе, уплотнитель и крепление

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 103 могут быть частично воспроизведены. Если навесной фасад включает неогнестойкие панели с заполнителем или неогнестойкое остекление, представленный в стандарте EN 1364-3 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 3: Навесные фасады. Полная конфигурация (полная сборка)» [7] порядок проведения испытаний не применяется, так как после обрушения этих панелей или остекления продолжение процесса нагрева невозможно. Следовательно, необходимо испытывать отдельные элементы навесных фасадов, как

показано на рис. A.1-A.13. Для оценки огнестойкости навесного фасада на воздействие извне, можно исполь зовать результаты испытания, проеденного в соответствии со стандартом EN 1364-1 «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены» [6].

ОПИСАНИЕ СТАНДАРТНЫХ КОНФИГУРАЦИЙ

Можно выбрать горизонтальную или вертикальную печь. На рис. A.1–A.13 даны минимальные размеры пе чи. Следует использовать стандартное опорное перекрытие. В стандартных конфигурациях для огнестойкого остекления перекрытие свода печи или огнестойкое остекление может размещаться прямо под подокон ной/надоконной панелью. В стандартных конфигурациях для неогнестойкого остекления перекрытие свода печи должно размещаться перед подоконной/надоконной панелью.

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (сочетание подоконной и надоконной панелей)

Горизонтальный продольный уплотнитель

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью (воздействие изнутри), направленные на межоконную панель

(4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

T2 Дополнительные плоские термопары для информации (воздействие извне), направленные на межокон ную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S3 Поверхность 3

Размеры указаны в мм

Рис. A.1 Стандартная конфигурация 1 (неогнестойкое остекление)

Сочетание подоконной и надоконной панелей, горизонтальный продольный уплотнитель, их со четание (воздействие изнутри)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 104 а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (сочетание подоконной и надоконной панелей)

Горизонтальный продольный уплотнитель (не часть испытания)

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью (воздействие извне), направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

T2 Дополнительные плоские термопары для информации (воздействие на внутреннюю поверхность), на правленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S3 Поверхность 3

Размеры указаны в мм

Рис. A.2 Стандартная конфигурация 2 (неогнестойкое остекление)

Сочетание подоконной и надоконной панелей (воздействие извне)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (сочетание подоконной и надоконной панелей)

Горизонтальный продольный уплотнитель

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S2, S3, S5 Поверхности 2, 3 и 5

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 105

Размеры указаны в мм

Рис. A.3 Стандартная конфигурация 3 (огнестойкое остекление)

Сочетание подоконной и надоконной панелей, горизонтальный продольный уплотнитель, их со четание (воздействие изнутри)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (сочетание подоконной и надоконной панелей)

Горизонтальный продольный уплотнитель (не часть испытания)

Минераловатный уплотнитель

Опорная конструкция h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S1, S3 Поверхности 1 и 3

Размеры указаны в мм

Рис. A.4 Стандартная конфигурация 4 (огнестойкое остекление)

Сочетание подоконной и надоконной панелей (воздействие извне)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (надоконная панель)

Горизонтальный продольный уплотнитель

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью (воздействие изнутри), направленные на межоконную панель

(4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 106

T2 Дополнительные плоские термопары для информации (воздействие извне), направленные на межокон ную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

Размеры указаны в мм

Рис. A.5 Стандартная конфигурация 5 (неогнестойкое остекление)

Надоконная панель, горизонтальный продольный уплотнитель (воздействие изнутри)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (надоконная панель)

Горизонтальный продольный уплотнитель (не часть испытания)

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью (воздействие извне), направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

T2 Дополнительные плоские термопары для информации (воздействие на внутреннюю поверхность), на правленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

Размеры указаны в мм

Рис. A.6 Стандартная конфигурация 6 (неогнестойкое остекление)

Надоконная панель (воздействие извне)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 107

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (надоконная панель)

Горизонтальный продольный уплотнитель

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S2 Поверхность 2

Размеры указаны в мм

Рис. A.7 Стандартная конфигурация 7 (огнестойкое остекление)

Надоконная панель, горизонтальный продольный уплотнитель (воздействие изнутри)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (надоконная панель)

Горизонтальный продольный уплотнитель (не часть испытания)

Минераловатный уплотнитель

Опорная конструкция h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S1 Поверхность 1

Размеры указаны в мм

Рис. A.8 Стандартная конфигурация 8 (огнестойкое остекление)

Надоконная панель (воздействие извне)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 108

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (конструкция с балками вверх)

Горизонтальный продольный уплотнитель

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью (воздействие изнутри), направленные на межоконную панель

(4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

T2 Дополнительные плоские термопары для информации (воздействие извне), направленные на межокон ную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S3 Поверхность 3

Размеры указаны в мм

Рис. A.9 Стандартная конфигурация 9 (неогнестойкое остекление)

Подоконная панель, горизонтальный продольный уплотнитель (воздействие изнутри)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (подоконная панель)

Горизонтальный продольный уплотнитель (не часть испытания)

Минераловатный уплотнитель

Опорная конструкция h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S3 Поверхность 3

Размеры указаны в мм

Рис. A.10 Стандартная конфигурация 10 (неогнестойкое остекление)

Подоконная панель (воздействие извне)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 109 а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (подоконная панель)

Горизонтальный продольный уплотнитель

Минераловатный уплотнитель h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S3, S5 Поверхности 3 и 5

Размеры указаны в мм

Рис. A.11 Стандартная конфигурация 11 (огнестойкое остекление)

Подоконная панель, горизонтальный продольный уплотнитель (воздействие изнутри)

а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (подоконная панель)

Горизонтальный продольный уплотнитель (не часть испытания)

Минераловатный уплотнитель

Опорная конструкция h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

S3 Поверхность 3

Размеры указаны в мм

Рис. A.12 Стандартная конфигурация 12 (огнестойкое остекление)

Подоконная панель (воздействие извне)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 110 а) Горизонтальная печь b) Вертикальная печь

Обозначения:

Стена печи

Перекрытие свода печи

Опорное перекрытие

Элемент навесного фасада (подоконная панель, надоконная панель, сочетание панелей)

Горизонтальный продольный уплотнитель

Минераловатный уплотнитель

1 Крепление h Высота испытываемого образца, минимум 800 мм (в зависимости от государственных норм)

T1 Плоские термопары для контроля за печью, направленные на межоконную панель (4 термопары в точках на расстоянии одной четверти)

Измерение давления для контроля за печью

Размеры указаны в мм

Рис. A.13 Стандартная конфигурация 13 и 15 (неогнестойкое остекление) и 14 и 16 (огнестойкое остекление) Горизонтальный продольный уплотнитель, крепление (воздействие изнутри)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 111

LPR 11. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ОГНЯ В МНОГОЭТАЖНЫХ ЗДА-

НИЯХ С ОСТЕКЛЕННЫМИ НАВЕСНЫМИ ФАСАДАМИ

Данное описание подготовлено на основе отчета Совета по предотвращению убытков, составленного для

Ассоциации британских страховщиков и Страховой ассоциации Ллойда. В отчете представлено детальное опи сание поведения пожара и его воздействий на фасадные системы. Полученные данные отчета предназначены для инженеров, чья деятельность связана с разработкой решений, касающихся пожарной опасности. Читатель должен помнить, что применение результатов исследования к конкретным расчетам требует пристального внимания.

Данный отчет появился в результате возникновения сомнений в действенности традиционных методов,

используемых страховщиками для оценки максимальных потерь в высотных коммерческих зданиях. Возникно вению этих опасений послужили участившиеся случаи пожаров в этих типах зданий в Великобритании и дру гих странах, продемонстрировавшие значительные сложности, связанные с их тушением. Особое опасение

вызывает видимая легкость, с которой огонь в конструкциях с остекленными навесными фасадными система ми может распространяться с этажа возникновения пожара по фасаду здания. Первоначальная задача отчета заключалась в исследовании этого феномена и факторов, оказывающих на него влияние, а также средств снижения его разрушающего действия.

Пожарный исследовательский центр провел обширное исследование методов проектирования с использо ванием огнестойких межэтажных панелей с целью препятствовать распространению пламени на вышележа щие этажи по внешней поверхности фасада здания. Программа состояла из 11 испытаний, проведенных на

единой базовой конфигурации здания, но с применением различных параметров, таких как, пожарная нагруз ка, вертикальное расстояние между окнами, тип межоконных панелей и использование балкона для измере ния относительного воздействия каждого из этих факторов на распространение пожара на вышерасположен ные этажи. Испытания проводились на открытом воздухе, и, следовательно, в каждом отдельном случае под вергались воздействию ветра различной скорости и различного направления. При наличии фактора регули руемого вентиляцией пожара, пожарная нагрузка в большей степени влияла на продолжительность горения, чем на его интенсивность. Во всех испытаниях одностворчатый элемент остекления в помещении пожара рано

или поздно разрушался, и огонь устремлялся на остекленную поверхность вышерасположенного этажа. Ре зультаты показали, что при направленном огневом воздействии, время до разрушения составляло 1-2 минуты.

Было обнаружено, что при большей продолжительности горения, вероятность распространения огня на вы шерасположенные этажи возрастала. Результаты исследования показали, что применение вертикального раз деления окон при помощи простенков (длиной 91,44 см), балконов или межоконных панелей допустимой ве личины не давало значительных преимуществ. Однако было отмечено значительное влияние силы и направ ления ветра на снижение или усиление степени огневого воздействия.

ОБЗОР ТИПОВЫХ ФОРМ НАВЕСНЫХ ФАСАДНЫХ СИСТЕМ

Эстетическая притягательность современных зданий во многом обязана новым разработкам в области об лицовочных систем, связанных с развитием относительно новых методов проектирования и производства в области остекления и алюминиевых конструкций. Ведущую позицию среди этих систем занимают навесные фасадные системы, которые представляют собой форму облицовки, как правило, состоящую из сочлененной

металлической рамной конструкции, удерживающей сборные светонепроницаемые, полупрозрачные или про зрачные заполняющие панели. Панели закрепляются в рамной конструкции при помощи синтетических уп лотнителей. Прочность рамной конструкции должна быть достаточной, чтобы удерживать стеклян ные/межоконные панели, и противостоять ветровой нагрузке, которой будет подвергаться данная сборная конструкция. Рамная конструкция крепится к конструкции здания на уровне плиты перекрытия или балки при помощи стальных или алюминиевых кронштейнов. Разделение этажей сохраняется благодаря заполнению зазоров между навесным фасадом и основной конструкцией противопожарным материалом на уровне пере крытия.

Система навесных фасадов представляет собой граничную поверхность, отделяющую внутреннюю среду

от наружной среды, и, следовательно, должна соответствовать определенным эксплуатационным требовани ям и предельным состояниям прочности при нагрузке и воздействиях окружающей среды. Требованиям к сис темам навесных фасадов включают: устойчивость к атмосферным воздействиям, акустическую и тепловую изоляцию, сопротивление ветровым нагрузкам, устойчивость к относительному смещению и долговечность.

В данном отчете особое внимание уделяется лишь одному эксплуатационному параметру, а именно, спо собности навесных фасадных систем препятствовать распространению пожара на вышележащие этажи и при легающие здания.

Советом по предотвращению убытков был произведен обзор многоэтажных зданий Великобритании, в ко торых были использованы навесные фасадные системы. Элементы типовой навесной фасадной системы при ведены на рис. 1. Были выявлены следующие слабые стороны материалов и методов их установки:

− Пространство между навесным фасадом и торцом плиты перекрытия или балки может создавать потенци альный огневой канал, в связи с этим, оно уплотняется противопожарным материалом. Однако сжатие или вытеснение противопожарного материала под воздействием температурных деформаций фасадной рамной конструкции может вызвать проникновение горячих газов на вышерасположенный этаж через об-

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 112 разовавшиеся зазоры. Этому процессу способствует избыточное давление на уровне потолка в помеще нии пожара. Также могут возникнуть сложности с установкой противопожарного материала особенно в области соединения системы навесного фасада с конструкцией, где, как правило, образуются зазоры.

− Оконные панели навесных фасадных систем во внешней оболочке здания, как правило, имеют двойное остекление, но огнестойкое стекло используется крайне редко, что обусловлено его высокой стоимостью.

При огневом воздействии перепады температур, образующиеся между центральной частью оконного стекла и его затененными краями, вызывают нагрузки, которые вызывают трещинообразование. Это ве дет к нарушению целостности и выпадению стекла, что, в свою очередь, обеспечивает доступ воздуха к огню и влечет за собой опасность падающих осколков.

− Непрозрачные межоконные панели используются для ограждения соединений между потолком и полом.

Как правило, они производятся из высокопрочного стекла. В связи с их расположением в непосредствен ной близости от поверхности потолка на этаже протекания пожара, межоконные панели подвергаются воздействиям высоких температур, обусловленным подъемной силой. Это может послужить ключевым фактором в распространении пожара по фасаду здания, поскольку разрушение межоконной панели обес печивает распространение пожара на вышерасположенный этаж.

− Рамная конструкция, обычно состоящая из системы соединенных вертикальных и горизонтальных импо стов, как правило, производится из штампованных алюминиевых профилей. Алюминиевые профили те ряют устойчивость при температуре, превышающей 200˚С, и деформируются при огневом воздействии.

Температура плавления алюминиевых профилей составляет 550˚С – 650˚С.

− Рамная конструкция навесного фасада обычно соединяется с конструкцией здания стальными или алюми ниевыми кронштейнами. Последние теряют устойчивость и плавятся при той же температуре, что и алю миниевая рамная конструкция.

Рис. 1 Типовая панель навесной фасадной системы

МЕТОДОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА

Цель программы испытаний в первую очередь заключалась в том, чтобы определить поведение навесных

фасадных систем под воздействием типового пожара, основываясь на исследованиях свойств отдельных эле ментов конструкции (рамной конструкции, элементов остекления, крепежных элементов, противопожарного

материала). Во-вторых, исследовалась склонность разрушения элементов конструкции приводить к верти кальному распространению огня по поверхности здания. И, наконец, проводились испытания средств предот вращения разрушения элементов и/или распространения огня.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 113

Испытательная установка

Для исследования была выбрана установка с лицевой поверхностью 6.0 метров в ширину, вмещающей секцию навесного фасада из четырех окон. Глубина помещения составляла 4.0 метра, высота - 3.3 метра, в соответствии с параметрами типового помещения коммерческого здания. Эти параметры применялись для

трехэтажной испытательной установки, представленной на рис. 2. Система здания включала составное пере крытие из профильного металлического настила и бетонных панелей на жесткой стальной рамной конструк ции. Потолок противопожарного помещения на уровне 1 был обшит надежным изоляционным и огнеупорным материалом из керамического волокна, а стены были облицованы огнестойкими панелями с целью защиты конструкции, а также для того, чтобы изолировать реакцию навесной фасадной системы на пожар. В задней

стене противопожарного помещения находился дверной проем (1.8 метра x 1.0 метр), необходимый для обес печения притока свежего воздуха и выхода продуктов горения. Размеры и расположение проема регулирова ли скорость горения деревянной поленицы.

Огневое испытание

Пожарная нагрузка (т. е. потенциальное выделение тепла из состава горения) здания в большой степени зависит от назначения здания, и средние величины устанавливаются для отдельных учреждений, таким же

образом, как средняя допустимая нагрузка на перекрытия. Величина пожарной нагрузки может иметь различ ные значения даже для зданий одной и той же категории ‘офисные помещения’, в зависимости от того осуще ствляется ли передача информации на бумаге, или электронным способом. В качестве среднего показательно го значения было принято значение пожарной нагрузки, равное 420 мДж/м². Чтобы обеспечить воспроизво димость расчетного пожара, в качестве горючего материала использовалась деревянная поленица, состоящая

из древесины и пропиленовых лент. Древесина использовалась вместо целлюлозной массы, а пропилен заме нял пластиковый состав мебели. В большинстве испытании поленица помещалась в центре помещения перво го этажа и демонстрировала относительно стабильную скорость горения с тепловыделением, равным 3 мВт.

Программа испытаний

Основной целью при составлении программы испытаний было выделить отдельные виды разрушения, ко торые были выявлены при первоначальном обзоре прошлых случаев пожаров в многоэтажных зданиях и в стандартной строительной практике. В программу также входила оценка мер по снижению материального ущерба при пожаре, но в условиях, когда пожар достигает значительных масштабов.

Контрольно-измерительная аппаратура

Во всех испытаниях применялся стандартный набор контрольно-измерительных приборов и сбора данных

для дальнейшего сравнения различных сценариев. Кроме того, в каждом испытании были установлены до полнительные датчики для измерения отдельных характеристик, заслуживающих более детального рассмот рения. Общий набор данных включал измерение температуры при помощи открытых проволочных термопар вертикально размещенных с интервалом в 0.5 метра в виде двух деревьев термопар. Первое дерево термопар было расположено в зоне факела пламени поленицы, второе находилось в отдаленном от очага пожара углу

помещения с целью измерения предельных высоких и предельных низких показателей теплового воздейст вия. Термопары фиксировались на горизонтальных и вертикальных импостах, кронштейнах и, по возможно сти, на элементах остекления, для снятия температурных показателей этих ключевых элементов в течение

каждого испытания. Кроме того, использовалась тепловизионная камера для инфракрасной съемки с интерва лом, позволявшей оценивать перепады температур по всей поверхности остекления. Для дальнейшей оценки пожара в помещении были измерены потеря массы деревянной поленицы, приток воздуха через открытый дверной проем и уровни давления у поверхности потолка.

Смещение рамной конструкции при пожаре оценивалось как важный фактор, поскольку значительное ис кажение на уровне плиты перекрытия могло вытеснить противопожарный материал и вызвать нарушение це лостности конструкции. Искажение рамной конструкции могло достичь значительной величины, достаточной

чтобы вызвать разрушение элементов остекления независимо от реакции самих элементов остекления на по жар. В связи с этим, вертикальное, горизонтальное и боковое смещение центрального вертикального импоста измерялось при помощи датчиков смещения, расположенных удаленно и присоединенных к испытуемому эле менту при помощи проводов.

Сбор количественных данных дополнительно производился при помощи видео съемки и индивидуальных наблюдений с целью зафиксировать общие аспекты характера испытаний.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 114

Рис. 2 Типовое расположение рамной конструкции, фасада и деревянной поленицы

Рис. 3 (а) Вертикальный импост/соединение с плитой перекрытия в разрезе

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 115

Рис. 3 (b) Противопожарный материал и закрепляющая скоба в разрезе

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РАБОТА

Полученные результаты испытаний обобщаются и подвергаются сравнительной оценке с учетом того, что при испытании навесной фасад рассматривается как общая система, не предназначенная для оценки абсо лютной огнестойкости какого-либо отдельного элемента конструкции. В конце каждого раздела приведен пункт, в котором обсуждается значимость результатов испытания в контексте оценки максимальных убытков.

Испытание 1 - 6: Конфигурация поленицы

В ходе испытаний 1 - 6 в испытательной установке сооружались и сжигались поленицы различного калиб ра, и фиксировалась потеря массы для выявления стабильного пикового режима тепловыделения. Была вы брана реалистичная и воспроизводимая конфигурация с мощностью выделения тепла, равной 3 мВт, при от носительно постоянном горении по прошествии первых 8-ми минут испытания. Это определило параметры источника тепла, которые использовались на протяжении всей программы испытаний.

Испытания 7 и 8: Испытание рамной конструкции

Оборудование

Основной целью испытаний 7 и 8 было дать оценку работы рамных систем. Для этой цели использовалась

стандартная рамная система, состоящая из соединенных между собой штампованных алюминиевых горизон тальных импостов и вертикальных импостов, которая была закреплена на уровне плиты перекрытия при по мощи болтовых соединений. Вместо стеклянных панелей для облицовки рамной конструкции использовались огнестойкие плиты, прикрепленные к стене при помощи стальных кронштейнов, вместо алюминиевых, чтобы исключить роль случайных факторов в механизме разрушения. Поскольку плотность плит ниже плотности

стекла, рамная конструкция была дополнительно нагружена до эквивалентной массы. Две сравниваемые сис темы рамных конструкций представляли собой легковесную систему с толщиной вертикального и горизон тального импостов 105 мм, и тяжелую систему с толщиной импостов 170 мм. Система была закреплена у ос нования каждого вертикального импоста при помощи кронштейнов. Для верхнего края вертикального импоста был предусмотрен зазор величиной 6 мм, обеспечивавший стандартное тепловое расширение. Детали соеди нения и противопожарный материал показаны на рис. 3 (a) и (b).

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 116

Наблюдения и результаты

Температуры в зоне факела горения поленицы в испытаниях 7 и 8 (рис. 4 и 5 соответственно) демонстри ровали схожее развитие горения поленицы. Быстрый начальный рост пожара был обеспечен источником за горания с применением гептана. В течение первых 4,5 минут была достигнута максимальная температура, приблизительно равная 800˚С. Затем последовал спад температуры в некоторых термопарах, обусловленный снижением дымового слоя, который препятствовал горению в верхних уровнях поленицы. Приблизительно на

8-10 минуте пламя вырывалось через дверной проем в задней стене испытательной установки, поскольку температура в горячем слое достигла достаточно высокого уровня, чтобы вызвать воспламенение летучих веществ. Более устойчивое горение поленицы вызвало постепенное повышение температуры до 800 - 1000˚С.

В обоих испытаниях разрушение произошло вследствие смещения облицовочных панелей, позволившее пла мени проникнуть через образовавшееся отверстие. Разрушение тяжелой рамной конструкции произошло при близительно на 28 минуте, легкая рамная конструкция разрушилась на 23 минуте. Причиной разрушения по служило скорее снижение температуры в помещении, чем усиление интенсивности горения, поскольку на данном этапе пожар был в процессе затухания, не регулировался вентиляцией и не имел доступа кислорода.

Рис. 4 Кривые термопар, расположенных в зоне факела пламени поленицы (испытание №7)

Рис. 5 Кривые термопар, расположенных в зоне факела пламени поленицы (испытание №8)

В ходе наблюдений за температурой вертикальных и горизонтальных импостов (рис. 6-9) было отмечено,

что температура и тех и других постепенно поднималась до максимального значения, приблизительно равно го 600˚С, прежде чем произошло разрушение. Алюминиевый сплав, из которого была изготовлена конструк ция, теряет 50% прочности, при температуре 200˚С, 100% прочности при температуре, превышающей 350˚С, и плавится при температуре 550-660˚С. Облицовочные панели сместились по причине распада секций рамной конструкции, что оценивалось как разрушение рамной конструкции. Тяжелая конструкция показала незначи-

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 117 тельное преимущество в 5 минут до разрушения, несмотря на то, что назначение более прочной конструкций заключается в том, чтобы улучшить сопротивление ветровым воздействиям. Следует отметить, что рамная конструкция продолжала удерживать облицовочные панели при температурах выше половинной и нулевой прочности алюминиевого сплава, вплоть до полного разрушения.

Рис. 6 Кривые термопар вертикального импоста (испытание №7)

Рис. 7 Кривые термопар горизонтального импоста (испытание №7)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 118

Рис. 8 Кривые термопар вертикального импоста (испытание №8)

Рис. 9 Кривые термопар горизонтального импоста (испытание №8)

На рис. 10 и 11 соответственно изображены температурные показатели, зафиксированные в зазорах раз мером 30 мм x 30 мм, расположенных с задней стороны вертикальных импостов, на стыках с кронштейнами,

соединяющими навесной фасад с основной конструкцией. Наблюдалась высокая интенсивность роста темпе ратур: температурные показатели, достигали около 500˚С в течение приблизительно 3.5 минут. Воспламе няющиеся пластины, размещенные прямо над зазорами, были уничтожены пожаром в течение испытаний, что свидетельствует о том, что возгорание горючих материалов на верхнем этаже могло возникнуть гораздо раньше разрушения рамной конструкции и, следовательно, указывает на потенциально серьезную слабость системы конструкции. Более низкая температура, наблюдаемая в зазоре правого кронштейна, указывает на правильную установку минерального волокна.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 119

Рис. 10 Кривые термопар, расположенных в зазорах кронштейнов (испытание №7)

Рис. 11 Кривые термопар, расположенных в зазорах кронштейнов (испытание №8)

Смещение центрального вертикального импоста по средней высоте перпендикулярно плоскости фасада в

испытании 8 графически представлено на рис. 12 (измерение смещения в испытании №7 произвести не уда лось). Отчетливо наблюдались две поведенческие фазы. Сначала вертикальный импост прогнулся на 5 мм по

направлению к очагу пожара под воздействием температурного градиента, образовавшегося в толщине сек ции. Это явление называется «свободный изгиб» и часто наблюдается в стеновых панелях, состоящих из раз личных строительных материалов (таких как, бетон, каменная кладка) во время испытаний на огнестойкость.

Однако на 10 минуте произошло резкое изменение направления смещения в противоположную сторону, пе решедшее в устойчивый изгиб по направлению от очага пожара до 25 мм. Факторами, повлиявшими на такое поведение, могли быть постепенное выравнивание температурного градиента по толщине вертикального им поста, смещение центра действия в секции, вызванное снижением прочности материалов и защемление шва расширения системы рамной конструкции, вызвавшее принудительный, но не свободный изгиб. Не исключена так же вероятность экспериментальной ошибки в фиксировании обратного смещения, вызванной температур ным расширением провода, соединявшего вертикальный импост с датчиком смещения.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 120

Рис. 12 Кривая смещения центра вертикального импоста (испытание №8)

Обсуждение

Основная часть рамных конструкций для навесных фасадных систем производится из алюминиевых спла вов. Их относительно низкая плотность обеспечивает простоту монтажа и позволяет снизить вес, налагаемый на конструкцию здания. С одной стороны, удобообрабатываемость этих материалов при высоких температу рах позволяет получать сложные крестообразные конструкции, но с другой стороны, она проявляется как свойство низкой прочности этих материалов при пожаре. Температуры, достигаемые в течение пожара в по мещении, были достаточно высокими, чтобы вызвать значительную деформацию и разрушение элементов из алюминиевых сплавов, что потребовало замены рамной конструкции. Несмотря на использование огнестойких

панелей, вместо элементов остекления, разрушение рамной конструкции произошло в течение получаса, от крыв путь для распространения огня на вышерасположенный этаж. Однако этого времени оказалось доста точно, чтобы ослабить пожарную нагрузку в помещении, сократив разрушающую силу факела пламени, вы рывавшегося за пределы помещения, и, таким образом, снизив вероятность вертикального распространения огня.

Простота замены отдельных панелей навесных фасадов с учетом всей системы должна быть предусмотре на на этапе проектирования.

Испытание 9: Испытание кронштейнов

Оборудование

Уникальность данного исследования состояла в том, что его главной целью было испытание при пожаре

эксплуатационных характеристик кронштейнов из алюминиевого сплава, используемых для крепления навес ных фасадных систем. Помещение было облицовано огнестойкими панелями Supalux, закрепленными при по мощи стальных распорных креплений (облицовочная рамная конструкция не использовалась), чтобы создать огнестойкий экран и те же условия для развития пожара поленицы, как при предыдущих испытаниях. Испы тываемые кронштейны соединялись с распорными креплениями, на которые крепился вес, равный 135 кг

(приблизительный вес, удерживаемый каждым кронштейном в системе конструкции с полным остеклением). В зазоре между плитой перекрытия и фасадом было установлено противопожарный материал толщиной 150 мм и 100 мм. Более плотный слой материала использовался для изоляции всего кронштейна, более тонкий – для частичной изоляции кронштейна.

Наблюдения и результаты

Рост температуры горения поленицы был практически таким же, как в предыдущих испытаниях. На рис. 13

для сравнения приведены кривые температур горения и «стандартная» кривая пожара. Кривые демонстриру ют схожий рост температур до 30 минуты и последующее расхождение, где «стандартная» кривая продолжает

расти, в то время как огнестойкие панели на уровне потолка разрушились и дали выход пожару. Температур ные показатели кронштейнов и зазоров между кронштейнами и конструкцией (рис. 14 и 15) были аналогичны показателям предыдущих испытаний. Они демонстрировали первоначальный стремительный рост температур

приблизительно до 250˚С в кронштейне и до 500˚С в зазоре между кронштейном и конструкцией, и после дующее повышение температуры до общего максимального значения, приблизительно равного 700˚С. Датчи ки смешения, предназначенные для измерения деформации кронштейнов под воздействием нагрузок (рис.

16), зафиксировали небольшое движение вверх, вследствие осевого расширения распорных креплений, и по следующее движение вниз, вследствие направленной вниз деформации кронштейнов под воздействием на грузки в условиях повышенной температуры, достигавшей 400˚C. Анализ угловых кронштейнов, проведенный

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 121 после испытаний, выявил их значительную деформацию и в некоторых случаях разрушение вырывающим усилием, тем не менее, благодаря путям альтернативных нагрузок, разрушения в удерживающей конструкции не произошло.

Рис. 13 Кривые термопар, расположенных в зоне факела пламени поленицы (испытание №9)

Рис. 14 Кривые термопар, установленных на кронштейнах (испытание №9)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 122

Рис. 15 Кривые термопар, расположенных в зазорах кронштейнов (испытание №9)

Рис. 16 Осевое смешение центральной части конструкции с распорными креплениями

(испытание №9)

Обсуждение

Форма установочных кронштейнов, используемых для крепления фасадов, практически не подлежит тех ническому контролю или сертификации, поскольку эти элементы часто поставляются отдельно от навесных фасадных систем. В то же время, они являются ключевыми элементами в цепи нагрузки, соединяющей фа садную систему с сооружением. Это имеет особенное значение, когда на кронштейны возлагается нагрузка облицовочных систем нескольких этажей. В настоящих испытаниях кронштейны состояли из алюминиевых листовых реек, сваренных по внутреннему и наружному углу в угловой профиль. Нарушение соединений в некоторых сварных швах, сопровождаемое трещинами и разрывами, указывало на неудовлетворительную

работу кронштейнов в условиях пожара. Деформация и даже разрушение углов не привели к катастрофиче ским последствиям и, тем не менее, представляется разумным рассматривать способы регулирования специ фикации соединительных кронштейнов, чтобы убедиться, что они не являются слабым звеном в навесной фасадной системе.

Испытания 10 и 11: Испытания остекленного навесного фасада

Оборудование

Задачей данных испытаний было сравнить поведение полностью остекленных тяжелых рамных конструк ций и легких рамных конструкций в условиях пожара поленицы. Оборудование было задумано таким образом, чтобы повторить испытания 7 и 8 соответственно, но на этот раз с использованием остекленного заполнения навесных фасадных систем, вместо огнестойких панелей. Было использовано два типа панелей. Прозрачные

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 123

панели состояли из двух листов стандартного полированного стекла толщиной 6 мм с промежуточным рас стоянием 12 мм. Межоконные панели в соединениях между этажами состояли из двух слоев листового упроч ненного стекла толщиной 6 мм с промежуточным расстоянием 12 мм. Фрагмент противопожарного материала показан на рис. 3 (b). Температура поверхности стекла отслеживалась при помощи датчика теплового потока

Гардона, установленного на расстоянии 0.5 м со стороны необогреваемой поверхности, для измерения коли чества теплового излучения, проходившего через стекло.

Наблюдения и результаты

В обоих случаях рост пожара поленицы протекал аналогично испытаниям, в которых рамные конструкции были облицованы огнеупорными панелями. На рис. 17 и 18 показаны скачок в росте температур (0 - 6 мин), в момент, когда огонь полностью охватил поленицу и последующий резкий спад температур, в момент, когда слой дыма опустился ниже верхней части поленицы. Период стабильной высокой температуры (на протяже нии 7 - 11.5 мин удерживалась температура приблизительно 600˚С) продолжался до первого разрушения. В обоих случаях разрушение элементов остекления привело к стремительному росту температур, превышавших

1000˚С, до тех пор, пока не разрушилось достаточное количество элементов остекления, после чего пожар перешел в стадию регулируемого топливом пожара. Противопожарная защита внутренней облицовки поме щения и наличие единственного источника возгорания означали, что воспламенение могло быть ограничено

дымовым слоем, что в результате привело к значительным расхождениям показателей отдаленно располо женных термопар на высоте между 1.0 м и 1.5 м с разностью температур в приблизительно 350˚С. Разруше ние стекла и последующее повреждение противопожарного материала, распложенного между этажами, про изошло на 11.5 и 13 минуте в испытаниях с тяжелой рамной конструкцией и легкой рамной конструкцией со ответственно. Интервал между этими двумя временными показателями не выходит за рамки воспроизводимо сти испытаний и подтверждает, что разрушение остекления было скорее связано с тепловой реакцией, неже ли с прочностью окружающей рамной конструкции.

Рис. 17 Кривые термопар, расположенных в зоне факела пламени поленицы (испытание №10)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 124

Рис. 18 Кривые термопар, расположенных в зоне факела пламени поленицы (испытание №11)

Термопары, расположенные отдаленно от зоны факела пламени поленицы (рис. 19 и 20) фиксировали

первоначальный быстрый рост температур, за которым не последовало спада, зафиксированного термопара ми, расположенными в зоне факела пламени, что указывает на то, что спад был местным явлением, связан ным с горением поленицы, и не распространялся на все помещение. Вместо этого температурные показатели отдаленно расположенных термопар либо оставались прежними, либо постепенно возрастали до момента разрушения.

Последующие максимальные температурные значения, сопровождавшие внезапный приток кислорода, бы ли даже более резко выраженными, чем показатели термопар, расположенных в зоне горения, и моментально

достигали до 1150˚С. Схемы разрушения в обоих случаях были сходны и демонстрировали тенденцию к вспы хиванию пожара с левой стороны испытательной установки, если находится лицом к фасаду. Это было обу словлено небольшой разницей в вентиляции в лаборатории, в которой проводились испытания. Существен ных различий во времени разрушения прозрачного полированного стекла и непрозрачных межоконных пане лей не наблюдалось, несмотря на то, что последние, находясь в близости от уровня потолка, подвергались более сильному тепловому воздействию. Листовое полированное стекло разрушалось по нескольким отчетли вым трещинам, образовывавшим структуру острых углов в оконных стеклах. В то время как упрочнённое стекло разрушалось вдоль одной трещины, разветвлявшейся на мелкие трещины по всему оконному стеклу.

Рис. 19 Кривые термопар расположенных отдаленно от факела пламени (испытание №10)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 125

Рис. 20 Кривые термопар расположенных отдаленно от факела пламени (испытание №11)

Уровень максимальных температур, достигнутый в помещении в обоих испытаниях, отразился на данных

термопар, расположенных в зазорах кронштейнов (рис. 21 и 22), которые зафиксировали практически ступен чатое возрастание температур до значений между 600˚С и 800˚С, что говорит о вероятной опасности распро странения пожара через зазоры в противопожарном материале.

Рис. 21 Кривая термопары, расположенной в зазоре кронштейна (испытание №10)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 126

Рис. 22 Кривая термопары, расположенной в зазоре кронштейна (испытание №11)

Шкала смешений вертикальных импостов была различной в испытаниях 10 и 11 (рис. 23 и 24), но сам ха рактер смещения был схож и в некоторой степени связан с результатами испытания 8. Первоначальное на гревание внутренней поверхности вертикальных импостов вызвало образование температурного градиента в глубине секции. Образовавшееся неравномерное расширение было приведено в соответствие прогибом эле мента в сторону очага пожара. После разрушения направление смещения сменилось быстрым сокращением

прогиба, а затем явным прогибом в обратную сторону от очага пожара. Такое поведение объясняется сниже нием градиента температур в секции, в период времени, когда нагревание становилось более равномерным.

Не исключено, что выходные данные датчика смещения могли быть искажены из-за термического расширения

соединительного провода. Максимальное смещение тяжелого вертикального импоста было менее значитель ным, чем смещение легкой секции, что объясняется его большей конструктивной глубиной. Датчики теплово го потока фиксировали только номинальную передачу излучаемого тепла (<5кВт/кв.м.) через неповрежден ные стеклянные панели, однако после разрушения панелей уровни показателей датчиков достигали 50 кВт/кв.м.

Рис. 23 Кривая смещения центра вертикального импоста (испытание №10)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 127

Рис. 24 Кривая смещения центра вертикального импоста (испытание №11)

Обсуждение

Испытания 10 и 11 были наиболее приближены к случаю с многоэтажными зданиями, оснащенными навес ными фасадными системами из неогнестойкого стекла без спринклерной защиты. Такие фасады составляют

значительную часть здания данной категории. Соответственно показатели времени до разрушения и катаст рофические последствия разрушения, вызывают серьезную тревогу. Задача усложняется, когда во время раз вития пожара происходит разрушение ограждающих конструкций, поскольку при этом кислород поступает в

смеси летучих веществ, накопившихся вследствие неполного сгорания, что вызывает обратную тягу. В ре зультате возрастает ущерб от пожара на этаже возгорания и возникает вероятность распространения огня на

вышележащие этажи и опасность выпадения обломков на землю. При использовании листового полированно го стекла в навесных фасадах, необходимо искать способы замедлить его разрушение, поскольку оно пред ставляет собой самое слабое звено в системе.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 128

Рис. 25 Планировка помещения

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 129

Испытание 12: Натурные испытания пожарной нагрузкой

Оборудование

В данном испытании, как и в двух предыдущих испытаниях, помещение было облицовано остекленной на весной фасадной системой. Однако его уникальность состояла в том, что вместо поленицы, служившей источ ником топлива в предыдущих испытаниях, была использована натуральная мебель. Столы, кресла, стеллажи, мониторы, рабочие места и места для хранения бумажных материалов имели типичное расположение для

офисного помещения. Теплотворная способность совокупности предметов мебели была приравнена к тепло творной способности испытательной поленицы. Точная планировка помещения приведена на рис. 25. Несмот ря на эквивалентную теплотворную способность мебели (455 мДж/кв.м.), в расстановках мебели и поленицы наблюдалась неизбежная и существенная разница в соотношениях площади поверхности и массы, в которой расстановка мебели намного превышала значение. Этот фактор повлиял на потенциальную скорость развития пожара. Загорание началось в корзине для мусора, расположенной напротив лицевой стороны помещения.

Наблюдения и результаты

Кривые температур (рис. 26 и 27) демонстрируют стремительное развитие пожара приблизительно до

700˚С в течение 5 минут. На этом этапе наблюдалось, как пламя охватывает предметы мебели, расположен ные напротив окна один за другим.

Рис. 26 Кривые термопар, расположенных в центре помещения (испытание №12)

Рис. 27 Кривые термопар, расположенных отдаленно от центра помещения (испытание №12)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 130

Затем произошло разрушение панели остекления, которое вызвало мгновенный скачок в развитии пожара с температурой, достигавшей 1200˚С. Единообразие температурных показателей, зафиксированных термопа рами после вспышки на обеих измерительных установках, указывает на то, что помещение было полностью охвачено огнем. Все предметы вплоть до уровня пола были охвачены пламенем. Характер пожара отличался от испытаний с поленицей, при которых загорание было ограничено уровнем дыма. Температурные показате ли всех измерительных элементов, расположенных в зоне пожара, фиксировали беспрецедентные уровни температур. Удивительно, что температурные показатели в зазоре кронштейна (рис. 28) были ниже нормы, но этот факт был обусловлен скорее неустойчивостью хода испытания, чем характером пожара. Так же, как в предыдущих испытаниях, вертикальные импосты первоначально прогнулись в направлении очага пожара, что

было вызвано внезапным и неравномерным характером нагрева (рис. 29), а после разрушения элементов ос текления – в обратном направлении. Наблюдался обширный распад всех секций рамной конструкции, до тех пор, пока пожар не был потушен.

Рис. 28 Кривая термопары, расположенной в зазоре кронштейна (испытание №12)

Рис. 29 Кривая смещения центра вертикального импоста (испытание №12)

Обсуждение

С точки зрения страхования некоторые аспекты натурных испытаний с мебелью вызывают тревогу. Во первых, скорость распространения пожара и общее время до первого разрушения элементов остекления (5 минут с момента загорания) подразумевают, что пожар существенно развился и нанес высокую степень по вреждений до предполагаемого прибытия первых средств пожаротушения. Отчасти это было обусловлено близостью расположения возгораемых предметов к навесному фасаду, что вызвало разрушение окон, прежде чем произошло разрушение межоконных панелей. Следовательно, разрушение было вызвано скорее направ-

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 131 ленным излучением и набросом факела пламени от источника пожара на уровне окна, чем высокими темпе ратурами и конвективным теплообменом в дымовом слое. Как правило, рабочие столы в офисных помещениях

располагаются вблизи от окон для обеспечения естественного освещения, что уже представляет собой опас ность. Сила пожара, достигнутая после первого разрушения элементов остекления, также превысила все

ожидания. Температура была настолько высокой, что вызвала потерю устойчивости элементов рамной конст рукции навесного фасада и разрушение всех панелей остекления в течение 7 минут после загорания. Послед ствия раннего разрушения панелей остекления представляют собой палку о двух концах. С одной стороны, ущерб был усугублен поступлением кислорода в смесь летучих веществ, образовавшихся в процессе тления и на раннем этапе пожара, что вызвало дальнейшее горение и сильное пламя. С другой стороны, поток воздуха, поступивший вслед за разрушением остекления, задал направление для выхода тепловой энергии через окна и, таким образом, снизил вероятность распространения пожара на соседние внутренние помещения. Пожар был предоставлен эффективный выход.

Если исходить из соображений пассивной защиты, согласно которой пожар неизбежно растет, не выходя

за рамки помещения, где произошло возгорание, и, таким образом, наносит минимальные убытки, то увели чившуюся силу и скорость развития пожара можно считать приемлемым поведением. Однако, когда в резуль тате раннего разрушения элементов остекления возрастает и усиливается уровень пламени вне помещения, в

таком случае увеличиваются шансы распространения пожара на вышерасположенный этаж, а также возрас тают убытки от пожара. В данном испытании межоконные панели подверглись разрушению вскоре после раз рушения окон, и пожар без затруднений проник на вышерасположенный этаж.

Низкая прочность стекла является определяющим фактором в испытаниях 10–12 и, при этом, не вполне оправданным, учитывая, что при производстве стекла, сырье нагревается до температуры 1500˚С. Однако разрушение происходит вследствие перепадов температур и результирующего несоответствия теплового расширения обогреваемых и необогреваемых участков оконного стекла. Если пожар развивается достаточно быстро, как происходило в данных испытаниях, предполагается, что необогреваемые участки оконного стекла сохраняют первоначальную температуру. В таком случае, время разрушения может быть напрямую связано с температурой обогреваемого участка стекла. Эта связь должна регулироваться со знанием пространственной разности температур по всей поверхности оконного стекла и того, как температура поверхности соотносится с окружающей температурой газа в помещении. В испытаниях 10 и 11 максимальные температурные значения центральных термопар установились на температуре около 580˚С на несколько минут перед выпадением стекла. В испытании 12 максимальная температура достигла 800˚С, а затем снизилась до 700˚С, вслед за чем

последовало разрушение, но в этом случае интенсивность роста температур была намного выше. Следова тельно, существует вероятность того, что схожие температуры обогреваемой поверхности были достигнуты в

стекле в момент времени, когда произошло разрушение. В ходе наблюдений за температурой окон (с необог реваемой стороны) были установлены максимальные температурные показатели 250-300˚С в испытаниях 10–

12 (рис. 30, 31 и 32).

Рис. 30 Кривые температур необогреваемой поверхности остекления (испытание №10)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 132

Рис. 31 Кривые температур необогреваемой поверхности остекления (испытание №11)

Рис. 32 Кривые температур необогреваемой поверхности остекления (испытание №12)

Испытания 13, 14, 15: Испытания со спринклерами

Цель данных испытаний заключалась в том, чтобы исследовать воздействие различных спринклерных конфигураций на механизмы разрушения, выявленные в общих навесных фасадных системах. Эти конфигура ции графически представлены на рис. 33.

Оборудование (испытание 13)

Оборудование для данного испытания состояло из помещения с остекленным фасадом и деревянной поле ницы в качестве источника топлива. Была установлена спринклерная система общего типа для офисных зда ний, состоящая из двух распылителей, размещенных на межцентровом расстоянии 3.0 метра вдоль средней

линии помещения с шириной 4 метра. Спринклеры были настроены так, чтобы обеспечивать заданную интен сивность выходящего потока 5 мм/мин (около 1.0 л/сек./спринклер) для распыления воды на огонь, имевший гидравлически неблагоприятное расположение в здании. Спринклеры приводились в действие вручную. По леница использовалась как источник нагревания, но, поскольку цель испытания заключалась в том, чтобы определить воздействие спринклерной системы на температуру горячих газов, а не на сам огонь, для защиты

поленицы от воды использовалась противопожарная перегородка. Это обстоятельство также помогло сопос тавить данное испытание с последующими испытаниями на основе эквивалентного воздействия, вместо выяв ления смешанных и неопределенных воздействий спринклерной системы на температуры газов и интенсив ность развития пожара.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 133

Рис. 33 (a) Общее расположение для испытания №13 (внутренняя система спринклеров)

Рис. 33 (b) Общее расположение для испытания №14

(внутренняя система спринклеров, направленная на окна)

Рис. 33 (c) Общее расположение для испытания №15

(наружная противопожарная оросительная система)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 134

Наблюдения и результаты (испытание 13)

Наблюдаемый характер горения поленицы был аналогичен предыдущим испытаниям, хотя температура в средней глубине поленицы (рис. 34) составляла на 200˚С ниже, чем в эквивалентных испытаниях 10 и 11. Это

могло быть обусловлено наличием перегородки над поленицей, предотвратившей формирование естественно го факела пламени и, таким образом, препятствовавшей горению, а так же увлечением влаги в воздух, про ходивший через поленицу.

Рис. 34 Кривые термопар, расположенных в зоне факела поленицы (испытание №13)

Несмотря на схожий источник нагревания, температурные показатели газов в помещении не превышали

100˚С (рис. 34 и 35), кроме показателей термопары, закрепленной на потолке над головками спринклеров.

Рис. 35 Кривые термопар, расположенных отдаленно (испытание №13)

Эти условия заметно повлияли на характер поведения всех прилегающих элементов. Температура верти кальных импостов (рис. 36) не превышала 100˚С, что отразилось на очень незначительных сдвигах (рис. 37) и снизило вероятность смещения огнеупорного материала. Температура в зазоре кронштейна (рис. 38) также

снизилась по причине охлаждения газов, что препятствовало смещению огнеупорного материала и предот вратило распространение огня на вышележащий этаж. И, что самое главное, не произошло разрушения ос текления, поскольку температуры поверхности стекла не достигли нужных уровней, чтобы вызвать перепады температур, достаточно высокие для разрушения (рис. 39). По прошествии приблизительно 30 минут пожар

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 135

поленицы пошел на спад, и разрушение по истечении получаса становилось все менее вероятным. Следова тельно, спринклерная система эффективно сдерживала температуру газов в помещении, предотвратив рас пространение пожара на вышерасположенный этаж и значительно снизив ущерб на этаже очага пожара.

Рис. 36 Кривые термопар вертикального импоста (испытание №13)

Рис. 37 Смещение центра вертикального импоста (испытание №13)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 136

Рис. 38 Кривая температуры в зазоре кронштейна (испытание №13)

Рис. 39 Кривые температуры поверхности стекла (необогреваемая сторона, испытание №13)

Оборудование (испытание 14)

Обустройство помещения отличалось от предыдущего испытания тем, что межоконные панели на уровне пола и потолка были оснащены огнезащитным покрытием Supalux, напротив окон с внутренней стороны по мещения были размещены спринклеры, а перегородка была убрана. Цель данного испытания заключалась в том, чтобы исследовать ограничение распространения пожара при применении спринклерных систем для орошения окон. На каждое оконное стекло было направлено по одной спринклерной головке. Давле ние/скорость потока были увеличены, чтобы обеспечить наиболее полную площадь охвата.

Наблюдения и результаты (испытание 14)

Температурные показатели газов, измеренные в факеле пламени поленицы (рис. 40) были схожи с теми же показателями в сценариях, в которых не применялись спринклерные системы, и демонстрировали, что активация спринклеров не влияла на увеличение очага пожара. Отдаленно расположенные термопары, даю щие более глобальное представление о температуре в помещении (рис. 41), демонстрировали формирование

четкого и устойчивого температурного градиента с увеличивающимися показателями от пола к потолку. Бо лее того, эти температурные показатели составляли до 150˚С ниже показателей предыдущих испытаний, в которых не применялись спринклерные системы, что указывает на тот факт, что орошение окон действовало как теплоотвод в помещении, в то же время, обеспечивая местное охлаждение элементов остекления.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 137

Рис. 40 Кривые термопар, расположенных в зоне факела пламени поленицы (испытание №14)

Рис. 41 Кривые термопар расположенных отдаленно (испытание №14)

Поскольку спринклеры были расположены таким образом, чтобы охлаждать окна, распыляемая ими вода

также воздействовала на вертикальные импосты, что предотвратило формирование температурных градиен тов (рис. 42) и не вызвало искажения. Смещение вертикального импоста (рис. 43), таким образом, оставалось в пределах 5 мм практически на протяжении всего испытания; оно было вызвано нагреванием межоконной части элемента, которая находилась вне зоны распыления спринклера. Температуры в зазоре кронштейна, хотя и были незначительно ниже, чем в предыдущих испытаниях, достигали достаточно высоких уровней, чтобы вызвать воспламенение возгораемых материалов на вышерасположенном этаже (рис. 44).

Температурные показатели термопар, установленных на окнах (рис. 45), не превышали 100˚С. При таком уровне температур значительное разрушение произойти не могло. Однако, наблюдалось незначительное смещение в верхней части оконных стекол (произошедшее приблизительно на 32 минуте); оно было вызвано образованием участков перегрева, находившихся вне зоны распыления спринклеров. Разрушение было запо здалым, несущественным и без видимой угрозы для остекления вышерасположенного этажа.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 138

Рис. 42 Температуры вертикальных импостов (испытание №14)

Рис. 43 Смещение центра вертикального импоста (испытание №14)

Рис. 44 Температура в зазоре кронштейна (испытание №14)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 139

Рис. 45 Температура остекленной поверхности (необогреваемая сторона, испытание №14)

Оборудование (испытание 15)

Оборудование для данного испытания было аналогично испытанию 14, за исключением того, что в данном случае спринклеры использовались для орошения внешней, а не внутренней стороны панелей остекления.

Форма используемых спринклеров не отличалась от предыдущих испытаний, но давление и, следовательно, интенсивность потока были увеличены, чтобы обеспечить орошение по всей площади оконного стекла и, тем самым, предотвратить появление участков перегрева.

Наблюдения и результаты (испытание 15)

Температурные показатели термопар, расположенных в зоне факела пламени (рис. 46), были схожи с по казателями термопар в предыдущем испытании и указывали на равномерный рост очага горения поленицы.

Температурные показатели, полученные деревом термопар, расположенным в углу помещения (рис. 47), пре вышали те же значения в испытании 14, подтверждая предположение, что орошение с внешней стороны не достаточно эффективно для поглощения тепла в помещении. Температурная стратификация по высоте поме щения была резко выраженной. Температуры вертикальных импостов (рис. 48) также достигали более высо ких уровней с обогреваемой стороны, чем в предыдущих испытаниях, поскольку охлаждение производилось с необогреваемой стороны. Охлаждение усилило естественный температурный градиент, образовавшийся вдоль участка, и вызвало более значительное смещение приблизительно равное 20 мм (рис. 49). Хотя температуры в зазорах кронштейнов не достигали уровней температур предыдущих испытаний, они были достаточно высо кими и указывали на вероятность проникновения пожара на вышерасположенный этаж через зазоры (рис.

50). Температуры поверхности окон полученные термопарами с необогреваемой охлаждаемой стороны (рис.

51) не превышали 100˚С. Безусловно, температуры на обогреваемой стороне поверхности окон были более высокими. Обрушение остекления вновь произошло с запозданием (приблизительно на 32 минуте), было по степенно и пришлось на момент догорания поленицы, без существенной угрозы распространения пожара на вышележащий этаж.

Данные о механизме разрушения были получены при изучении образцов стекла по прошествии испытания.

Образцы внутренних оконных стекол были плотно покрыты сеткой волосных трещин с обогреваемой стороны,

и в то же время, остались нетронутыми с необогреваемой стороны. Это свидетельствовало о дифференциаль ном нагревании по всей толщине оконного стекла и о предотвращении разрушения с обогреваемой стороны поверхности благодаря охлаждению с наружной стороны. Разрушение внешних оконных стекол было более традиционным: оно сопровождалось угловатыми трещинами больших размеров по всему стеклу.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 140

Рис. 46 Кривые термопар, расположенных в зоне факела пламени поленицы (испытание №15)

Рис. 47 Кривые температуры отдаленных термопар (испытание №15)

Рис. 48 Кривые температуры вертикальных импостов (испытание №15)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 141

Рис. 49 Смещение центра вертикального импоста (испытание №15)

Рис. 50 Кривая температуры в зазоре кронштейна (испытание №15)

Рис. 51 Кривые температуры поверхности остекления (необогреваемая сторона, испытание

№15)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 142

Обсуждение

Необычное применение спринклерных систем, представленное в данных трех испытаниях, заключается в том, что они использовались не для активного тушения пожара, но для предотвращения его распространения за пределами помещения путем охлаждения горячих газов или сохранения изоляции помещения. Все три конфигурации спринклеров были в различной степени эффективны для предотвращения вспыхивания пожара на этаже возгорания и, следовательно, для избежания проникновения и распространения пожара на выше расположенном этаже.

В течение испытаний спринклеры приводились в действие вручную на 3 минуте. Время активации спринк леров приходилось на промежуточный момент: после стандартного времени срабатывания автоматического спринклера и перед моментом первого разрушения элементов остекления в испытаниях с поленицей. Таким образом, ускоренное развитие пожара в натурном испытании 12 с мебелью настораживает и требует даль нейшего исследования с целью определить, что момент активации спринклера или автоматической системы пожаротушения был выбран верно.

Охлаждение горячих газов при помощи спринклеров (испытание 13) в целом вызвало снижение темпера тур и, таким образом, предотвратило возможное образование отверстий в противопожарном материале и проникновение горячих газов через зазоры, а также защитило навесной фасад. Охлаждение воспрепятство вало возгоранию в дымовом слое, что снизило ущерб в противопожарном помещении.

Две конфигурации систем орошения, используемые в испытаниях 14 и 15, были менее эффективны в этом отношении, поскольку охлаждению подвергалась лишь часть поверхности остекления. Важно отметить, что в данном случае требовалась противопожарная защита межоконных панелей, что вызвало дополнительные затраты. В обоих случаях произошло разрушение элементов остекления, но, учитывая, что воспламенение в

горячем слое произошло раньше (приблизительно на 10 минуте), изменения в вентиляционных характеристи ках не способствовали обратной тяге. Результаты повреждения противопожарного помещения и вероятность вертикального распространения пожара посредством дверных проемов, вентиляционных каналов, лестничных колодцев или лифтовых шахт не учитывались и, следовательно, это только частичное решение.

Из двух испытаний, испытание с внутренним орошением было более эффективным для защиты навесного фасада, несмотря на значительный ущерб, который вода могла бы нанести нижерасположенным этажам из-за близкого расположения оросительной системы к зазору между фасадом и рамной конструкцией. Орошение оболочки здания с внешней стороны имеет преимущество, поскольку позволяет снизить ущерб, причиненный водой.

Преимущества стандартной системы спринклерной защиты значительно преобладают над преимуществами

системы орошения по своим свойствам пожаротушения. Однако выбор системы пожаротушения может зави сеть от стоимости. Длина участка трубопровода для оросительной системы будет зависеть от периметра зда ния, в то время как участок трубопровода для стандартной системы спринклеров будет проходить по всей площади в плане. Неисследованным остался вариант использования стандартной системы спринклерной за щиты по внутреннему периметру в форме защитного занавеса для облицовки.

Испытания 16, 17, 18: Исследования высоты пламени

Задача испытаний 16, 17 и 18 заключалась в том, чтобы предоставить больше данных о способности по жара к проникновению на вышележащий этаж после того, как им был охвачен этаж, на котором произошло возгорание, и преодолен навесной фасад. В сущности, эти испытания носили показательный характер и про водились скорее с целью наблюдения, чем для сопоставления данных.

Оборудование (испытание 16)

Первоочередной задачей данного испытания было изучение высоты пламени, исходившего от пожара в помещении офисного типа, в котором разрушилась часть остекленного фасада. Учитывая, что испытательная

установка, смонтированная для последнего испытания со спринклерами, осталась неповрежденной, за исклю чением окон на первом этаже, было решено использовать ее для показательного испытания. Оконные проемы были облицованы противопожарными панелями с половиной «оконного стекла» (приблизительно 1445мм x

925мм), оснащенной проводом некой длинны, за который можно потянуть в определенный момент, чтобы отдернуть панель и имитировать ранее наблюдаемое воздействие первого разрушения остекления на разви тие пожара (рис. 52). Данный опыт мог бы дать представление о максимальной высоте пламени, которую можно ожидать от данного типа пожара. В качестве источника пожара использовалась деревянная поленица с уже принятой мощностью тепловыделения, равной 3 мВт.

Наблюдения и результаты (испытание 16)

На ранних этапах, пожар развивался аналогично испытаниям 7, 8, 9, 10 и 11, основываясь на взаимодей ствии поленицы, вентиляции и ограничивающих поверхностей. Примерно на 8 минуте произошло возгорание в дымовом слое, и возвышавшееся над дверным проемом пламя могло наблюдаться с задней стороны поме щения. Приблизительно на 10 минуте пожар оценивался как полностью развившийся, и противопожарная панель была отдернута. Из образовавшегося отверстия вырвался густой черный дым, практически мгновенно

воспламенившийся в форме огненного шара, достигавшего расстояния нескольких метров от фасада под уг лом 30 градусов относительно линии горизонта. Это явление продолжалось на протяжении нескольких се кунд, после чего оно ослабло, и пламя, вырывавшееся через отверстия, стало более коротким, но более плот ным и непрозрачным. Свойства данного пламени отличались от пожаров, обычно наблюдаемых в зданиях,

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 143

тем, что пламя не «липло» к фасаду, но было направлено прочь от фасада, как будто находилось под воздей ствием давления. Это поведение продолжалось на протяжении 15 минут, прежде чем наступил этап затухания

пожара. На этапе затухания устойчивое, но оживленное пламя продолжало гореть, охватив рамную конструк цию горизонтальных и вертикальных импостов. На 17 минуте выпала соседняя полноразмерная панель и по влекла за собой постепенное обрушение всех вышерасположенных межоконных панелей. После этого пламя

набрасывалось на внешнюю поверхность фасада, но его высота составляла не более 1.0 метра, что было обу словлено характером пожара, регулируемого топливом. Окна над противопожарным помещением потреска лись, но не обрушились.

Поставленная в испытании задача, заключавшаяся в оценке высоты пламени, не была достигнута, по скольку воспламенение было нетипичным для пожара в здании. Стандартное разрушение остекления, наблю давшееся в предыдущих испытаниях, имело прогрессивный характер и приводило к полному выпадению всех

оконных панелей в пределах 1-2 минут, начиная с первого разрушения. Применение противопожарных окон ных панелей означало, что после первого разрушения практически устойчивое интенсивное горение должно продолжаться на протяжении 8 минут, прежде чем произойдет обрушение следующей оконной панели. Пламя было направлено перпендикулярно фасаду и, следовательно, не оказывало разрушительное воздействия не остекленный навесной фасад.

Рис. 52 Расположение рамной конструкции, фасада и поленицы для испытания №16

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 144

Рис. 53 Расположение рамной конструкции, фасада и поленицы для испытания №18

Оборудование (испытание 17, 18)

Оборудование для данных испытаний отличалось тем, что деревянная поленица с мощностью тепловыде ления в 3 мВт была установлена на нижнем этаже (рис. 53). Для того чтобы смоделировать механизм обрат ной связи стен помещения, вокруг поленицы было построено помещение, огороженное огнеупорными пане лями. Передняя часть помещения была оставлена открытой для доступа воздуха и расположена вровень с

фасадом, чтоб пламя могло набрасываться на наружную сторону навесного фасада. Испытание 17 было пока зательным, чтобы дать представление об ожидаемой высоте пламени при данной расстановке. В данном слу чае навесной фасад состоял из огнеупорных панелей. Зафиксированная высота пламени превосходила 2.5 метра. На лицевой стороне здания был установлен остекленный навесной фасад с окнами и межоконными

панелями. Термопары были размещены на разной высоте в предполагаемой зоне факела пламени для фикси рования температурных показателей горячего газа. В помещении на первом этаже напротив окна были уста новлены предметы мебели в виде двух деревянных столов. Этажом выше были расположены дополнительные предметы мебели, стопки бумаг и отдельные листы бумаги с целью оценить возможность перебрасывания огня на два этажа вверх.

Наблюдения и результаты (испытание 17, 18)

Стекло межоконных панелей, расположенных непосредственно над огнем, начало трескаться в течение первых 2 минут после загорания и разрушилось в течение 6 минут. Это позволило пламени проникнуть на

первый этаж и немедленно охватить деревянные столы. Обе центральные оконные панели на этом этаже раз рушились приблизительно на 8.5 минуте под воздействием нагревания с обеих сторон. На 10.5 минуте про изошло разрушение одной из центральных верхних межоконных панелей. Пламя достигло этого уровня с по мощью горящих столов на первом этаже, но ни один из воспламеняемых предметов, расположенных на вто ром этаже, не загорелся. На рис. 54 показана разница температур на разной высоте, зафиксированная термо парами, расположенными вблизи, но вне зоны факела горячих газов. На нем показан быстрый рост темпера тур до максимальной интенсивности тепловыделения в течение 10 минут, с последующим постепенным угаса нием на протяжении полу часа. На максимальное значение совпало с главным этапом наблюдения испыта ния. Снижение температуры с приблизительно 800ºС до 400ºС на этапе максимальной интенсивности горения наблюдалось в показателях всех термопар. Показатели температур верхней части поленицы были ниже, по скольку термопара находилась в основании факела пламени, где температура горения ниже и вовлекается большое количество воздуха.

Смещения рамной конструкции (рис. 55) было аналогично предыдущим испытаниям, но в данном случае центральный вертикальный импост первоначально смещался в направлении от помещения, поскольку пожар протекал снаружи помещения. Смещение достигло максимального значения на приблизительно 4,5 минуте,

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 145 затем направление изгиба изменилось в обратную сторону, что привело к значительному смешению в на правлении помещения. Приблизительно на 10 минуте произошел сбой измерительного датчика смещения под воздействием высоких температур, прервавший дальнейшие изменения.

Рис. 54 Колебания температур с высотой примыкающей к факелу пламени

Рис. 55 Смещение вертикального импоста от центра (испытание №18)

Данные термопары, считывавшей температуры горячих газов в помещении первого этажа приводятся на

рис. 56. В течение первых 6 минут в помещении сохранялась низкая температура, поскольку оно было эффек тивно изолировано от пожара. После разрушения двух нижних межоконных панелей пламя проникло внутрь помещения, что сопровождалось внезапным и значительным ростом температур, зафиксированным всеми датчиками в помещении. Было зафиксировано максимальное значение, равное примерно 800˚С, указывающее на уровни нагрева, при которых воспламеняются горючие материалы в помещении, и рабочие столы, распо ложенные напротив фасада начали гореть. Между 8.5 и 10.5 минутой обрушились центральные пары окон и межоконных панелей, что вызвало охлаждение помещения первого этажа благодаря выветриванию горячих газов, и привело к снижению температур. Последующее падение контрольно-измерительного оборудования в очаг поленицы или вблизи от него вызвало увеличение температуры.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 146

Рис. 56 Температурные показатели термопары в помещении, высота h=0.5 м

(испытание №18)

Обсуждение

Результаты испытания 16 представляли преимущественно теоретический интерес в отношении факторов,

регулирующих форму и размеры факелов пламени. Испытание 18 (испытание 17 будучи «пробным») подтвер дило способность пожара напрямую проникать на вышерасположенные этажи посредством межоконных пане лей и вызывать вторичное возгорание горючих материалов. В данном конкретном случае предметы мебели были расположены только вблизи от фасада для показательности испытания, однако можно предположить, что если все помещение было бы обставлено мебелью, по аналогии с испытанием 12, можно было ожидать пожара такой же силы, который в свою очередь, распространился бы вверх по зданию. Теплота, скопившаяся в помещении первого этажа, преимущественно вырабатывалась поленицей и, следовательно, дальнейшие

разрушения оконных и верхних межоконных панелей эффективно охлаждали помещение. Этого явления мож но было избежать, если бы в помещении находилось достаточно горючих материалов для поддержания неза висимого пожара высокой мощности.

Рис. 57 Оборудование для «стандартного» испытания с печью (испытание №19)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 147

Несомненно, применение межоконных панелей без огнезащитного покрытия позволили пожару распро страниться в помещении на первом этаже на раннем этапе. Если бы межоконные панели имели огнезащитное покрытие, первыми элементами в очереди на разрушение оказались бы окна на уровне первого этажа. В этом случае распространение огня и возможные повреждения были бы предотвращены. Разрушение межоконных панелей на раннем этапе рассматривается как критический режим распространения пожара в программе ис пытаний.

Испытание 19: Исследование при помощи испытания со стандартной печью

Оборудование

Остекленная навесная фасадная система прошла ряд испытаний по возможным пожарным сценариям в помещении. Однако если бы потребовались данные об огнестойкости внешней оболочки здания, испытания фасада проходили бы в сравнении со «стандартной» кривой пожара, как другие элементы конструкции. Кроме того, это предоставит дополнительные данные о том, насколько действенным является стандартное пожарное испытание в сравнении с натурным поведением. Таким образом, была спроектирована и установлена показа тельная система на настенной печи и испытуемая в соответствии со «стандартной» кривой пожара.

Установка показана на рис. 57. Конфигурация рамной конструкции была задана таким образом, чтобы по крывать как можно больше площади обогреваемой поверхности печи (3 м²). Рамная конструкция включает два полномасштабных оконных отверстия и два небольших межоконных отверстия, относящихся к участку фасада, расположенному ниже уровня потолка. Элементы остекления, как и раньше, состояли из листового полированного стекла с двойным остеклением для окон и упрочненного стекла с двойным остеклением для межоконных панелей. Была установлена соответствующая рамная конструкция из вертикальных и горизон тальных импостов. Опорные вертикальные импосты крепились при помощи болтовых соединений в нижней

части и муфтовых соединений в верхней части с зазором на расширение 5 мм и на сокращение 100 мм. Пре дел расширения был рассчитан согласно относительной высоте вертикальных импостов между испытательной установкой и печью. На необогреваемой стороне элементов рамной конструкции и остекления были установ лены термопары для измерения уровней температур. Датчики смещения были установлены на центральном импосте для измерения осевого и бокового смещения, а также на правом краю вертикального импоста для измерения горизонтального смещения в плоскости фасада.

Наблюдения и результаты

Испытание началось с загорания рядов горелок по обе стороны настенной печи. Трещинообразование бы ло замечено с первой минуты нагревания, но, несмотря на то, что левое внутреннее оконное стекло частично разрушилось на 5.5 минуте, наружное оконное стекло оставалось неповрежденным. Обе внутренние межо конные панели провалились в печь приблизительно на 6.5 минуте. Оконные панели продолжали разрушаться, но оставались на месте. Левая внешняя межоконная панель, в конце концов, разрушилась и выпала из рам ной конструкции на 9.5 минуте, оставив отверстие, после чего горелки были немедленно выключены.

Зависимость измеренной температуры от времени была изображена на графике в сравнении со «стандарт ной» кривой. Температурная кривая демонстрировала соответствие «стандартной» кривой нагревания до мо мента разрушения. Первые 10 минут нагревания в стандартной печи рассматриваются как переходный про цесс. Большая часть теплопередачи осуществляется через конвекцию от пропановых горелок, в то время как тепловое излучение только начинает доминировать на более поздних этапах и при более высоких температу рах, при которых выделение тепла от задней стены камеры становится значительным.

Рис. 58 Сопоставление кривой средней температуры печи и «стандартной» кривой

(испытание №19)

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 148

После испытания был произведен сбор данных с целью обнаружения несоответствий с испытаниями в по мещениях. Было замечено, что вертикальные и горизонтальные импосты (рис. 59 и 60 соответственно) демон стрировали практически линейные повышения температур до момента разрушения. В частности, нагревание вертикальных импостов было очень однородным по всей длине. Максимальная температура не превышала

300˚С и, следовательно, повреждение алюминиевого сплава было минимальным по сравнению с испытаниями в помещениях.

Рис. 59 Кривые температур вертикальных импостов (испытание №19)

Рис. 60 Кривые температур горизонтальных импостов (испытание №19)

Поведение элементов остекления носило другой характер. Значительного возрастания температур не на блюдалось в течение первых 6.5 минут нагревания, но после выпадения внутренних оконных стекол, темпе ратуры резко возросли до значения 275˚С, при котором произошло разрушение. Затем последовало быстрое снижение температур.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 149

Рис. 61 Кривые температур элементов остекления (испытание №19)

Характер бокового смещения центрального вертикального импоста (рис. 62) первоначально был аналоги чен поведению вертикальных импостов в предыдущих испытаниях в помещении. Температурный градиент вызвал смешение вертикального импоста в сторону печи. После разрушения межоконной панели и отключе ния горелок последовало выравнивание температурного градиента, и элемент вернулся в исходную форму.

Поскольку дальнейшего нагревания и снижения прочности материалов не происходило, смещение не стало причиной повреждений, как в случаях с предыдущими испытаниями.

Рис. 62 Боковое смещение вертикального импоста (испытание №19)

График осевой деформации (рис. 63) демонстрирует первоначальное нисходящее смещение, связанное с движением вертикального импоста по направлению к печи, но после этого указывает на устойчивое расши рение, которое соответствовало значениям, вычисленным при помощи коэффициента линейного расширения для алюминиевого сплава.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 150

Рис. 63 Осевое смещение вертикального импоста (испытание №19)

Смещение правого вертикального импоста в плоскости фасада (рис. 64) демонстрировало значительное движение от центра, обусловленное расширением горизонтальных импостов, эффективно выталкивающих крайний

Рис. 64 Смещение крайнего вертикального импоста в плоскости фасада (испытание №19)

Обсуждение

«Стандартное» испытание на огнестойкость предоставило метод анализа некоторых аспектов поведения

навесных фасадов при пожаре. Однако нагревание печи регулировалось конвекцией горячих газов с мини мальным потоком излучения через элементы остекления и регулируемым давлением, в то время как испыта ния с помещением предполагали значительную долю потока излучения от источника тепла и конвективные потоки от факела пламени, а также высокую плотность задымления. Тем не менее, при сравнивании с резуль татами испытаний в противопожарном помещении, стандартное время до разрушения общей системы было схожим, даже при использовании различных экспериментальных конфигураций. В испытаниях с помещениями

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 151 давление не регулировалось и действовало выталкивающим усилием на элементы остекления, обеспечивая приток воздуха к пожару. В испытании с печью элементы остекления разрушились, но оставались на месте. В испытании с печью разрушение одного элемента остекления привело к завершению испытания, в то время как в испытаниях с помещениями разрушение приводило к увеличению развития пожара, грозившему распро страниться на вышележащие этажи.

Следовательно, «стандартные» испытания могут применяться с целью оценки поведения и определения

времени до первого разрушения элементов остекления или рамной конструкции, но не для демонстрации по следствий, которые они могут иметь на скорость развития пожара и вероятность распространения огня на вышерасположенные этажи.

СВОДНАЯ ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты в виде краткого описания, времени до обрушения и комментария о типе обрушения приведены ниже в Таблице 1.

Таблица 1. Результаты программы испытаний многоэтажных зданий

№                   Описание              Время до разрушения               Комментарий
Испытания                                     (с момента возгора ния)
1-6      Калибровка поленицы                       -            Возникновение очага пламени у зад ней двери через 8 минут.
7        Испытание тяжелой рамной              28.0 мин         Разрушение рамной конструкции, вы конструкции (поленица)                                 званное смещением огнеупорных па нелей.
8        Испытание легкой рамной кон-          23.0 мин         Разрушение рамной конструкции, вы струкции (поленица)                                    званное смещением огнеупорных па нелей.
9        Испытание      алюминиевых            29.0 мин         Роль смещение панелей преобладала
кронштейнов (поленица)                                 над разрушением кронштейнов.
10       Тяжелая рамная конструкция с          11.5 мин         Обрушение элементов остекления.
фасадом (поленица)                                     Последующая вспышка пламени вы звала прогрессирующее разрушение
фасада.
11       Легкая рамная конструкция с           13.0 мин         Обрушение элементов остекления.
фасадом (поленица)                                     Последующая вспышка пламени вы звала прогрессирующее разрушение
фасада.
12       Легкая рамная конструкция с           5.0 мин          Обрушение элементов остекления.
фасадом (мебель)                                       Последующая вспышка пламени вы звала прогрессирующее разрушение
фасада.
13       Применение       спринклерных   Разрушения не про-     Подавление температур
систем для воздействия на            изошло
горячие газы (поленица)
14       Орошение панелей остекления           32.0 мин         Смещение остекления без прогресси с внутренней стороны (поле-                            рующего разрушения фасада.
ница)
15       Орошение панелей остекления           32.0 мин         Смещение остекления без прогресси с внешней стороны (поленица)                           рующего разрушения фасада.
16       Распространение пламени с 1           10.0 мин         Подготовленное разрушение при по этажа                                                  мощи съемной панели
17       Распространение пламени с                -             Показательное
нижнего этажа №1 (поленица)
18       Распространение пламени с             6.0 мин          Проникновение пожара
нижнего этажа №2 (поленица)
19       «Стандартное» испытание в             9.5 мин          Разрушение элемента остекления.
печи (газового отопления)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Была проведена серия всесторонних испытаний для оценки вероятности распространения пожара и соот ветствующих повреждений в многоэтажных зданиях с навесными фасадами. Также были рассмотрены средст ва снижения убытков от пожара.

Результаты имеют следующие последствия для оценки максимальных потерь, понесенных в пожарных сценариях в многоэтажных зданиях:

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 152

− В здании, не оснащенном спринклерной системой, при неблагоприятных условиях внешней среды, про грессирующее распространение пожара на верхние этажи имеет высокую степень вероятности. Таким об разом, необходимо рассматривать типичное предположение, что один или даже два этажа будут потеря ны при пожаре, в зависимости от особенностей здания.

− Необходимо наличие правильно установленного противопожарного материала в пространстве между пе рекрытием и оболочкой здания. В случае отсутствия противопожарного материала, пожар распространит ся вертикально по фасаду здания путем проникновения горячих газов через перекрытие в течение 5 ми нут независимо от типа навесного фасада, что увеличит ущерб от пожара в несколько раз.

− Составные элементы навесной фасадной системы, такие как горизонтальные и вертикальные импосты, соединительные кронштейны терпят значительный ущерб под воздействием пожара при повышенной температуре. Деформация в данном случае играет более важную роль, чем разрушение, поскольку она происходит намного раньше и создает отверстия в огнеупорном волокне, позволяя пожару распростра няться на вышерасположенный этаж посредством проникновения горячих газов, как в случае описанном выше.

− В системах с двойным остеклением из полированного листового стекла разрушение происходит в течение

5-13 минут. От того, насколько быстро среагирует пожарная команда, будет зависеть, сможет ли ущерб от пожара ограничиться одним этажом.

− В случае если межоконные панели из упрочненного стекла соединяют вертикальную границу, возгорание на вышерасположенном этаже может произойти в течение нескольких минут после первого разрушения в остеклении на этаже возгорания. Данная особенность должна расцениваться как неблагоприятная в про цессе оценки убытков.

− Спринклерные системы, используемые для охлаждения пожарных газов или для орошения окон (изнутри или снаружи) препятствовали разрушению остекления на протяжении горения поленицы, что ограничило ущерб от пожара одним этажом, на котором произошло загорание. В этих случаях могут допускаться ма лые потери.

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 153

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

[1] EN 10088. «Стали нержавеющие. Часть 2: Технические условия поставки листовой и полосовой ста ли общего назначения»

EN 10088. Stainless steels. Part 2: Technical delivery condition for sheet/plate and strip

[2] EN 10095. «Жаропрочные стали и никелевые сплавы»

EN 10095. Heat resisting steels and nickel alloys

[3] EN 13501-2:2006. «Классификация строительных продуктов и типов конструкций по их противопо жарным характеристикам - Часть 2: Классификация с результатами испытаний на огнестойкость»

EN 13501-2:2006. Fire classification of construction products and building elements. Part 2: Classification using data from fire resistance tests

[4] EN 1363-1:1999. «Испытания на огнестойкость. Часть 1: Общие требования»

EN 1363-1:1999. Fire resistance tests. Part 1: General requirements

[5] EN 1363-2:1999. «Испытания на огнестойкость. Часть 2: Альтернативные и дополнительные проце дуры»

EN 1363-2:1999. Fire resistance tests. Part 2: Alternative and additional procedures

[6] EN 1364-1:1999. «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены»

EN 1364-1:1999. Fire resistance tests for non-loadbearing elements. Part 1: Walls

[7] EN 1364-3:2006. «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 3: Навесные фасады.

Полная конфигурация (полная сборка)»

EN 1364-3:2006. Fire resistance tests for non-loadbearing elements. Part 3: Curtain walling. Full configu ration (complete assembly)

[8] EN 1364-4:2007. «Испытания ненесущих конструкций на огнестойкость. Часть 4: Навесные фасады.

Частичная конфигурация»

EN 1364-4:2007. Fire resistance tests for non-loadbearing elements. Part 4: Curtain walling. Part configu ration

[9] EN 1365-1. «Испытания несущих конструкций на огнестойкость. Часть 1: Стены»

EN 1365-1. Fire resistance tests for loadbearing elements. Part 1: Walls

[10] EN 357. «Остекление зданий. Огнестойкие остекленные элементы из прозрачного или полупрозрач ного стекла. Классификация по огнестойкости»

EN 357. Glass in building. Fire resistant glazed elements with transparent or translucent glass products.

Classification of fire resistance

[11] EN ISO 1716. «Поведение строительных конструкций при испытаниях на огнестойкость. Определе ние теплоты сгорания»

EN ISO 1716. Reaction to fire tests for building products. Determination of the calorific value

[12] ENV 1363-3:1999. «Испытания на огнестойкость. Часть 3: «Проверка эксплуатационных характери стик печей»

ENV 1363-3:1999. Fire resistance tests. Part 3: Verification of furnace performance

[13] IEC 584-1:1995. «Термопары. Часть 1: Справочные таблицы»

IEC 584-1:1995. Thermocouples. Part 1: Reference tables (EN 60584-1)

[14] ISO 834-1:1975. «Испытания на огнестойкость. Строительные конструкции. Часть 1: Общие требова ния»

ISO 834-1:1975. Fire resistance tests. Elements of building construction. Part 1: General requirements.

[15] ISO 834-1:1999. «Испытания на огнестойкость. Строительные конструкции. Часть 1: Общие требова ния»

ISO 834-1:1999. Fire resistance tests. Elements of building construction. Part 1: General requirements

[16] LPR-11:1999. «Распространение огня в многоэтажных зданиях с остекленными навесными фасада ми»

LPR-11:1999. Fire spread in multi-storey buildings with glazed curtain wall facades

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 154

[17] prEN 15254-1. «Расширенное применение результатов испытаний на огнестойкость. Ненесущие сте ны. Часть 1: Общие требования»

prEN 15254-1. Extended application of results from fire resistance tests. Non-loadbearing walls. Part 1:

General

[18] prEN 15254-4:2005. «Расширенное применение результатов испытаний на огнестойкость. Ненесущие стены. Часть 4: Остекленные конструкции»

prEN 15254-4:2005. Extended application of results from fire resistance tests. Non-loadbearing walls. Part

4: Glazed construction

[19] prEN 1995-1-2. «Еврокод 5. Проектирование деревянных конструкций. Часть 1-2. Общие требования.

Противопожарное проектирование конструкций»

prEN 1995-1-2. Eurocode 5. Design of timber structures. Part 1-2: General rules. Structural fire design

[20] prEN 520. «Гипсокартон: технические требования и методы испытания»

prEN 520. Gypsum plasterboards. Specification test methods

[21] DIN 4102-13. «Огнестойкость строительных материалов и конструкций. Термины, требования и ис пытания огнеупорного стекла для остекления»

DIN 4102-13. Fire behaviour of building materials and elements; fire resistant glazing; concepts, require ments and testing

[22] ГОСТ 30247.0-94. «Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требо вания»

ТР-5043. Испытания остекленных фасадов на огнестойкость. Стр 155