ОЦІНЮВАННЯ НЕОБХІДНОЇ ТОВЩИНИ ВОГНЕЗАХИСТУ СТАЛЕВИХ КОНСТРУКЦІЙ ЗА СЦЕНАРІЯМИ УМОВНОЇ ПОЖЕЖІ
DOI:
https://doi.org/10.33269/nvcz.2025.2(20).47-61Ключові слова:
аналітична залежність, вогнезахисний матеріал, сталева конструкція, сценарій пожежі, температурний режим, теплофізичні властивості, товщина вогнезахистуАнотація
Зважаючи на практичну значимість і недостатню визначеність даних щодо параметрів систем вогнезахисту для сталевих конструкцій за номінальними температурними режимами пожежі, які відрізняються від стандартного температурного режиму, актуальними є дослідження, спрямовані на удосконалення і розвиток методів оцінювання необхідної товщини вогнезахисту цих конструкцій за різними сценаріями умовної пожежі. Проведене дослідження ставило за мету визначення аналітичних залежностей співвідношення значень необхідної товщини вогнезахисного покриття для сценаріїв умовної пожежі за температурними режимами вуглеводневої й зовнішньої пожеж і її значень за стандартного температурного режиму від параметрів сталевої конструкції, що прийнятні для інженерних розрахунків.
Застосовано метод дослідження, складовими якого є процедури чисельного моделювання теплового стану сталевої конструкції за сценаріями умовної пожежі, апроксимації отриманих розрахункових даних із використанням регресійних моделей, порівняння розрахункових значень з експериментальними. За результатами проведеного дослідження визначено співвідношення між значеннями необхідної товщини вогнезахисного покриття за різними сценаріями умовної пожежі для різних значень коефіцієнта теплопровідності й питомої об'ємної теплоємності вогнезахисного покриття, коефіцієнта поперечного перерізу, критичної температури і проміжку часу збереженості вогнестійкості сталевої конструкції. Визначено вплив параметрів сталевої конструкції на це співвідношення. Проведено апроксимацію отриманих розрахункових даних щодо зазначених співвідношень із застосуванням двох рівнянь лінійної регресії (для сценарію з температурним режимом вуглеводневої пожежі і для сценарію з температурним режимом зовнішньої пожежі). Показано, що отримані аналітичні залежності (моделі регресії) за значеннями коефіцієнта детермінації і критерію Фішера є якісними і адекватними. Встановлено, що отримані аналітичні залежності є прийнятними для інженерних розрахунків щодо прогнозування необхідної товщини пасивних і реактивних вогнезахисних покриттів сталевих конструкцій для сценаріїв умовної пожежі за температурними режимами вуглеводневої й зовнішньої пожеж.
Посилання
EN 13501-2:2016 Fire classification of construction products and building elements – Part 2: Classification using data from fire resistance tests, excluding ventilation services. CEN-CENELEC Management Centre: Rue de la Science 23, B-1040 Brussels. 2016 CEN. 79 р.
Yellow book: Fire protection for structural steel in buildings 4 edition. Association for Specialist Fire Protection. 2013. https://asfp.org.uk.
Калафат К., Вахитова Л. Аналитический обзор средств огнезащиты стальных конструкций 2021–2022. Украинский центр стального производства, 2022. 230 с.
EAD 350140-00-1106 Renderings and rendering kits intended for fire resistant applications. EOTA 2017. 48 р.
EAD 350142-00-1106 Fire protective board, slab and mat products and kits. EOTA 2017. 60 р.
EN 13381-4:2013. Test methods for determining the contribution to the fire resistance of structural members – Part 4: Applied passive protection to steel members. European committee for standardization. Management Centre: Avenue Marnix 17, B-1000 Brussels. 2013 CEN. 83 р.
EN 1363-1:2020 Fire resistance tests – Part 1: General Requirements. European committee for standardization. CEN-CENELEC Management Centre: Rue de la Science 23, B-1040 Brussels. 2020 CEN. 54 р.
EN 1991-1-2:2002/АС:2013 Eurocode 1: Actions on structures – Part 1-2: General actions – Actions on structures exposed to fire. European committee for standardization. Central ecretariat: rue de Stassart, 36, B-1050 Brussels. 2004 CEN. 61 р.
EN 1363-2:1999 Fire resistance tests – Part 2: Alternative and additional procedures. Central Secretariat: rue de Stassart, 36, B-1050 Brussels. 1999. CEN. 16 р.
Новак С., Добростан О., Пустовий М. Вплив температурного режиму пожежі на необхідну мінімальну товщину вогнезахисних покриттів для сталевих конструкцій. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2022. № 2 (14). С. 5–20.
Новак С., Пустовий М. Співвідношення необхідної мінімальної товщини вогнезахисних покриттів сталевих конструкцій за різними номінальними температурними режимами пожежі. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2024. № 2 (14). С. 63–74.
Gravit M., Dmitriev I., Shcheglov N., Radaev A. Oil and gas structures: Forecasting the fire resistance of steel structures with fire protection under hydrocarbon fire conditions. Fire. 2024. Vol. 7. P. 173–196. https://doi.org/10.3390/fire7060173.
Новак С., Добростан О., Пустовий М. Вплив температурного режиму пожежі на проміжок часу збереженості вогнестійкості сталевих конструкцій. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2023. № 1 (15). С. 18–31.
Randaxhe J., Popa N., Vassart O., Tondini N. Development of a plug-and-play fire protection system for steel columns. Fire Saf. J. 2021. Vol. 121. P. 103272.
Diaconu B., Cruceru M., Anghelescu L. Fire retardance methods and materials for phase change materials: performance, integration methods, and applications — A literature review. Fire. 2023. Vol. 6. P. 175.
EAD 350402-00-1106 Reactive coatings for fire protection of steel elements. EOTA 2017. 32 р.
Fireproofing for hydrocarbon fire exposures//GAPS Guidelines. Publication of Global Asset Protection Services LLC. 2000. https://www.appliedbuildingtech.com/system/files/gap2.5.1.fireproofingforhydrocarbonexposures.pdf.
AXA XL Risk consulting. GAPS© 2020. Available online: https://axaxl.com/-/media/axaxl/files/pdfs/prc-guidelines/prc-2/prc251fireproofingforhydrocarbonfireexposuresv1.pdf.
Ковальов А., Зобенко Н. Методика попередньої оцінки вогнезахисної здатності покриттів для сталевих конструкцій в умовах температурного режиму вуглеводневої пожежі. Науковий вісник: Цивільний захист та пожежна безпека. 2016. № 1 (1). С. 59–65.
Круковский П., Новак С., Поклонский В., Еременко С., Фролов Г. Оценка огнестойкости металлических строительных конструкций и огнезащитной способности покрытий (расчетно-экспериментальный подход): коллективная монография. Киев: ТОВ ”Франко Пак”. 2021. 148 с.
Пустовий М., Маладика І., Новак С. Оцінювання співвідношення необхідної мінімальної товщини вогнезахисту сталевих конструкцій за різними номінальними температурними режимами пожежі. Надзвичайні ситуації: попередження та ліквідація. 2024. Том 8, № 2. С. 104–120.
ДСТУ Б В.1.1-17:2007 (ENV 13381-4:2002, NEQ) Захист від пожежі. Вогнезахисні покриття для будівельних несучих металевих конструкцій. Метод визначення вогнезахисної здатності. Київ: Мінрегіонбуд України. 2008. 65 с.
ДСТУ-Н Б В.2.6-211:2016 Проектування сталевих конструкцій. Розрахунок конструкцій на вогнестійкість. Київ: Мінрегіон України. 2016. 111 с.
Krukovsky P. Concerning a possibility of solution of inverseand optimization heat-transfer and fluid flow problems using PHOENICS and software FRIEND. The PHOENICS Jornal of Computational Fluid Dinamics & its applications. 1996. Vol. 9. № 4. Р. 516–532.
