ПРОТИВОПОЖАРНАЯ СТЕНА Российский патент 2005 года по МПК E04B1/94 

Заявляемое изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении зданий различного назначения для создания конструкций, предназначенных для предотвращения распространения пожара и продуктов горения из помещения или пожарного отсека с очагом пожара в другие помещения.

Противопожарная стена должна удовлетворять требованиям по огнестойкости и пожарной опасности. В частности, предел огнестойкости устанавливается по времени наступления одного из признаков предельного состояния, а именно потери несущей способности, потери целостности или потери теплоизолирующей способности противопожарной стены.

Известна конструкция противопожарной стены/патент США 6421968, МПК Е 06 В 9/01/, которая включает в себя модульные трехслойные элементы, закрепленные на каркасе. Модульные элементы состоят из наружных слоев, выполненных из огнестойкого стекла, между которыми помещено вещество, вспенивающееся при высокой температуре.

Недостатком данной конструкции является то, что некоторые делали каркаса не защищены от воздействия пламени и высоких температур, что может привести к потере несущей способности конструкций, обеспечивающих устойчивость преграды, и проникновению пламени или продуктов горения через вертикальные стыки между панелями.

Частично данный недостаток устранен в изобретении / WO 0107727, A 46 D 1/00, однако и данная конструкция обладает недостатком, связанным с тем, что несущая конструкция защищена только одним слоем огнеупорного материала. Это может привести к преждевременному наступлению одного из предельных состояний, характеризующих степень огнестойкости противопожарной преграды.

Авторы решали задачу по созданию противопожарной стены, лишенной указанных недостатков. А именно повышение степени огнестойкости конструкции противопожарной стены до максимальных нормируемых величин пожарной безопасности зданий и сооружений.

Для решения поставленной задачи предлагается противопожарная стена, состоящая из несущей конструкции с закрепленными на ней трехслойными панелями. Отличительной особенностью предлагаемой противопожарной стены является то, что несущая конструкция включает в себя бетонные колонны, трехслойная панель содержит сердечник из минеральной ваты, при этом панели прикреплены к колоннам внахлест при помощи крепежных элементов с головками, панели между собой соединены встык, вертикальные стыки между панелями заполнены минеральной ватой, причем головка крепежного элемента закрыта металлическим чехлом, образующим пространство над головкой, заполненное минеральной ватой.

Дополнительно предлагается на поверхности колонны, контактирующей с вертикальным стыком между панелями, разместить ленту из термоуплотнительного, вспенивающегося материала.

Дополнительно предлагается противопожарную стену оснастить по крайней мере одним дополнительным чехлом, прикрепленным одним концом к колонне, а другим концом - к поверхности панели, обращенной к колонне, при этом пространство, образованное поверхностями дополнительного чехла, колонны и панели, заполнить минеральной ватой.

Дополнительно предлагается горизонтальные стыки панелей заполнить огнестойким герметиком.

Выполнение противопожарной стены в виде конструкции, включающей в себя железобетонные колонны, трехслойные панели с сердечником из негорючей минеральной ваты, прикрепленные к колонам внахлест при помощи крепежных элементов, позволяет, с одной стороны, повысить надежность устойчивости несущих конструкций, с другой стороны уменьшить степень воздействия пожара на изолируемые помещения зданий.

Заполнение вертикальных стыков минеральной ватой, а горизонтальных стыков панелей огнестойким герметиком, а также размещение на поверхности колонны, контактирующей с вертикальным стыком, ленты из термоуплотнительных вспенивающихся материалов позволяет увеличить герметичность стыков, тем самым повысить сопротивляемость конструкции от проникновения пламени и продуктов горения и позволяет снизить термическую нагрузку на конструкции.

Закрытие головок крепежных элементов металлическим чехлом, образующим пространство над головкой, заполненное негорючей минеральной ватой, позволяет исключить воздействие открытого пламени на крепежные элементы, тем самым увеличить стойкость противопожарной стены.

Оснащение противопожарной стены дополнительным чехлом, прикрепленным одним концом к колонне, а другим концом - к поверхности панели, обращенной к колонне так, что пространство, образованное поверхностями дополнительного чехла, колонны и панели, заполнено негорючей минеральной ватой, позволяет защитить крепежные элементы от воздействия высокой температуры в месте прилегания панели к колонне.

Все указанные признаки в совокупности позволяют повысить степень огнестойкости конструкции противопожарной стены до максимальных нормируемых величин пожарной безопасности зданий и сооружений. Таким образом достигается заявленный технический результат.

На фигуре 1 представлен вариант выполнения противопожарной стены; на фигуре 2 представлено горизонтальное сечение стыка панелей на колонне; на фигуре 3 - вертикальное сечение стыка панелей, где 1 - несущая конструкция, 2 - железобетонная колонна, 3 - фундамент колонны, 4 - трехслойная панель типа \сэндвич\, 5 - сердечник панели, 6, 7 - наружные облицовки панели, 8 - крепежный элемент, 9 - головка крепежного элемента, 10 - вертикальный стык панелей, 11 - горизонтальный стык панелей, 12, 13 - негорючая минеральная вата, 14 - чехол, 15 - дополнительный чехол, 16 - лента из термоуплотнительного вспенивающегося материала, 17 - огнестойкий герметик.

Конструкция работает следующим образом. При возникновении пожара высокая температура воздействует на наружный слой 6 трехслойной панели, а также на поверхность металлического чехла 14. При этом головки 9 крепежных элементов 8 надежно защищены. В процессе развития пожара металлический 14 чехол и наружная облицовка панелей 6 могут потерять устойчивость, при этом в местах стыка панелей 10 и 11 возможно раскрытие стыков по наружному металлическому слою 6 и проникновение открытого пламени и разогретых газов в места стыков панелей. В этом случае начинают работать огнестойкий герметик 17 по горизонтальным стыкам панелей, негорючая минеральная вата 12, заполняющая пространства над головками крепежных элементов, в местах вертикальных стыков 10. В экстремальных ситуациях, в случаях исчерпания ресурса огнестойкости слоя минеральной ваты 12 в работу включается лента из термоуплотнительного вспенивающегося материала 16, которая под воздействием температуры значительно увеличивается в объеме и заполняет все свободное пространство в стыке, препятствуя проникновению пожара в соседнее помещение и защищая крепежные элементы 8 от разрушения.

Необходимо отметить, что противопожарную стену рекомендуется возводить так, чтобы наибольшая вероятность возникновения пожара была в помещении, которое отделено панелями 4 от железобетонных колонн 2. В этом случае несущая способность конструкции сохраняется более длительное время. Однако при возникновении пожара в помещении со стороны колонн конструкция весьма надежно противостоит распространению пожара из-за того, что установленные дополнительные чехлы 15 с размещенной под ними негорючей минеральной ватой 13 защищают места сопряжения колонн 2 и панелей 4, а следовательно, и крепежные элементы 8.

Пример осуществления изобретения. Была изготовлена противопожарная стена, включавшая в себя железобетонные колонны 2 и фундаменты 3 стаканного типа к ним по ГОСТ 18979 и типовой строительной серии №1.020-1/87 с сечением колонн 400×400 мм. Стена была укомплектована трехслойными строительными панелями типа \сэндвич\ 4 с негорючим минераловатным сердечником 5 из базальтового волокна на синтетическом связующем марки \Nobasil Tss\ плотностью 110-120 кг/м³, производства Словацкой фирмы \1ZOMAT\ и с металлической облицовкой 6, 7 из тонколистовой оцинкованной стали толщиной 0,6-0,7 мм с полимерным покрытием наружной поверхности. Металлические облицовки 6, 7 и сердечник 5 были склеены между собой 2-компонентным полиуретановым клеем производства Голландской фирмы \Huntsman Polyurethanes\. Толщина панелей составила 150 мм. Металлические чехлы 14 и 15 были выполнены из тонколистовой оцинкованной стали толщиной 0,6-0,7 мм с полимерным покрытием наружной поверхности. Негорючая минеральная вата 12 и 13 была изготовлена из базальтового волокна на синтетическом связующем плотностью не менее 100 кг/м³ и имела класс пожарной опасности НГ. В качестве крепежных элементов 8 использовались дюбель гвозди диаметром 6,3 мм типа \Spike\ из закаленной стали с шайбой из EPDM материала производства Швейцарской фирмы \SFS intec\. В качестве огнестойкого герметика 17 были применен силиконовый герметик марки СР 601 S производства фирмы \HILTI\ с предельной жаростойкостью до 1000°С. Лента из термоуплотнительного вспенивающегося материала 16 была выполнена из терморасширяющегося вспучивающегося материала сечением 2×40 мм типа \Огракс-Л\ и степенью расширения не менее 1000%.

В результате натурных огневых испытаний указанной конструкции во ВНИИПО МЧС РФ г. Балашиха были сделаны следующие выводы:

- потеря целостности конструкции произошла на 125 минуте испытания. Средняя температура на необогреваемой поверхности образца на 130 минуте опыта составила 75°С. Повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в одной из контролируемых точек в сравнении с температурой конструкции до испытания более чем на 180°С за время испытания не зафиксировано.

Разрушения конструкции за время проведения испытания не произошло;

- фактический предел огнестойкости опытных образцов наружной ненесущей стены из трехслойных панелей \Венталл-С\ с горизонтальным расположением панелей толщиной 150 мм со стальными обшивками толщиной 0,6 мм и утеплителем из минераловатных плит на синтетическом связующем с поперечным расположением волокон марки \Nobasil\ плотностью 120 кг/м³ составляет 126 минут по признаку потери целостности (Е) и теплоизолирующей способности (I);

- обозначение предела огнестойкости EI 120.

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при сооружении зданий различного назначения для создания конструкций, предназначенных для предотвращения распространения пожара и продуктов горения из помещения или пожарного отсека с очагом пожара в другие помещения. Технический результат: повышение надежности, устойчивости несущих конструкций, уменьшение степени воздействия пожара на изолируемые помещения зданий. Противопожарная стена состоит из несущей конструкции с закрепленными на ней трехслойными панелями, причем несущая конструкция включает в себя бетонные колонны, трехслойная панель содержит сердечник из минеральной ваты, при этом панели прикреплены к колоннам внахлест при помощи крепежных элементов с головками, панели между собой соединены встык, вертикальные стыки между панелями заполнены минеральной ватой, причем головка крепежного элемента закрыта металлическим чехлом, образующим пространство над головкой, заполненное минеральной ватой, на поверхности колонны, контактирующей с вертикальным стыком, между панелями размещена лента из термоуплотнительного, вспенивающегося материала, причем стена оснащена, по крайней мере, одним дополнительным чехлом, прикрепленным одним концом к колонне, а другим концом - к поверхности панели, обращенной к колонне, при этом пространство, образованное поверхностями дополнительного чехла, колонны и панели заполнено минеральной ватой. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Противопожарная стена, состоящая из несущей конструкции с закрепленными на ней трехслойными панелями, отличающаяся тем, что несущая конструкция включает в себя бетонные колонны, трехслойная панель содержит сердечник из минеральной ваты, при этом панели прикреплены к колоннам внахлест при помощи крепежных элементов с головками, панели между собой соединены встык, вертикальные стыки между панелями заполнены минеральной ватой, причем головка крепежного элемента закрыта металлическим чехлом, образующим пространство над головкой, заполненное минеральной ватой, на поверхности колонны, контактирующей с вертикальным стыком, между панелями размещена лента из термоуплотнительного вспенивающегося материала, причем стена оснащена, по крайней мере, одним дополнительным чехлом, прикрепленным одним концом к колонне, а другим концом к поверхности панели, обращенной к колонне, при этом пространство, образованное поверхностями дополнительного чехла, колонны и панели заполнено минеральной ватой.2. Противопожарная стена по п.1, отличающаяся тем, что горизонтальные стыки панелей заполнены огнестойким герметиком.