В) Защита зданий металлической конструкции, их испытания в пожарном отношении

Исключительная простота и быстрота строительства зданий металлической конструкции привели к тому, что число и размеры таких зданий за последние 30 лет значительно увеличились.

Идет ли речь о сооружениях с частично металлической конструкцией стен и каркасом крыши без защитного покрытия или о чисто металлических ангарах с ложными балками; эти сооружения, когда они используются для хранения горючих веществ, могут быть уничтожены частично, а зачастую и целиком, если внутри них или в массе находящегося в них имущества возникнет продолжительный пожар больших размеров.

Как это ни парадоксально, металлические сооружения и ангары во много раз более уязвимы, для огня, чем такие же сооружения из дерева. В самом деле, в случае загорания деревянных сооружений ущерб, причиненный пожаром, носит ограниченный характер. Иногда он бывает и довольно значительным, но обычно лишь в той части здания, которая непосредственно подвергалась действию огня.

Напротив, когда пожар возникает в сооружении, выполненном целиком из металла или с металлической арматурой, действие пожара не ограничивается зоной огня, но иногда сказывается и на значительных расстояниях от нее.

Обычно наблюдается следующая картина. В зоне пожара и над ней металлический каркас быстро теряет свою механическую прочность. Под действием тепла при температурах выше 500° С сначала тонкие, а затем и толстые железные балки начинают удлиняться и под действием собственного веса начинают сильно прогибаться.

Вся конструкция быстро оседает, и спустя 10—15 минут после начала пожара, конечно, если он будет достаточно сильным, обваливается вся конструкция.

Более того, это "оседание" конструкции передается в продольном и поперечном направлениях всему остову, который выводится из равновесия и также обваливается, увлекая за собой стены, с которыми он- прочно скреплен. Этим объясняется также, почему стены почти всегда, за редким исключением, обваливаются внутрь сооружения.

Способ Анэти (запатентован) обеспечивает в течение получаса защиту, эффективность которой гарантирует конструкцию по крайней мере в течение этого времени от опасности деформации. Оригинальность этого способа и одновременно причина его чрезвычайной эффективности заключаются в создании вокруг защищаемой части конструкции воздушного слоя, изолирующего материал от воздействия пламени. Применение этого способа предохраняет металлические конструкции от обвала в первые 12 минут после начала -пожара.

Ниже приводятся весьма убедительные данные испытаний, проведенных на аэродроме Орли в условиях, по крайней мере равных по трудности условиям пожара.

Результаты этих испытаний достаточно обнадеживающие. Прежде всего они показывают — это было известно и ранее, — что в области профилактики самые простые меры, при условии, конечно, что они разумны, являются часто самыми эффективными.

Они доказывают далее, что в области противопожарной защиты еще не все сделано, и замечательные результаты, достигаемые с помощью способа Анэти, должны вдохновить исследователей и техников, которые частично склонны считать, что вершины уже везде достигнуты и ничего больше нельзя усовершенствовать.

 

1. Цель испытаний

Цель испытаний — определить, в каких условиях металлическая конструкция с защитным слоем может сопротивляться в механическом отношении действию пожара.

Как указывалось выше, способ защиты состоит в создании вокруг каждой балки конструкции изолирующего воздушного слоя. Этот слой ограничивается с одной стороны внешней поверхностью защищаемых материалов, а с другой —слоем джутовой (А также любой другой текстильной с соответствующей шириной петли) ткани, которым покрывается балка по всей своей длине.

Перед обматыванием ткань пропитывается огнестойким составом, а после — покрывается достаточно толстым изолирующим огнеупорным слоем.

Р и с. 24. Способ защиты металлических деталей от огня посредством воздушной прослойки.

 

Для балок большого сечения изолирующий эффект может быть увеличен путем прокладки вдоль ее граней небольших деревянных брусков, устраняющих возможность соприкосновения обмоточной ткани с защищаемой частью конструкции.

Для деталей круглого сечения, например труб, изолирующий эффект можно увеличить с помощью спиральной намотки шнура или троса (веревки) достаточного сечения.

 

2. Условия испытаний

Конструкция была целиком помещена в огнестойкое помещение (смотри схему). Она состояла из двух ферм длиной 4 м (из углового железа 30X30), соединенных между собой деталями также из углового железа.

Вся система была закреплена на полу с помощью алебастра, чтобы можно было измерять расширение. Четыре железнодорожных рельса длиной по 3 м представляли нагрузку перекрытия и возможную перегрузку.

Очагом огня были 1000 кг досок и железнодорожных шпал, сложенных в виде костра под фермами испытуемой системы. Костер был подожжен с помощью 5 л газойля.

Зарегистрированные температуры достигали 750—800° (см. рис. 26).

Рис. 25. План и вертикальный разрез помещения, в котором производились испытания Масштаб 13 : 1000.

Рис. 26. График изменения температуры внутри помещения.

 

3. Результат испытаний

По истечении 30 минут не было отмечено никакой видимой деформации (изгиба или искривления); по крайней мере, ее нельзя было обнаружить без помощи инструментов. Испытание могло бы быть продолжено в тех же условиях в течение более или менее длительного времени до появления значительной деформации. Однако по просьбе одного из сотрудников огонь был потушен с помощью пожарных стволов (кстати сказать, имевший место срыв защитного слоя объясняется действием этих стволов).

Следует также отметить, что испытания проводились в условиях, строго соответствующих реальным (если не в более суровых).

В самом деле, исключительно редко случается так, что металлическая конструкция перекрытия оказывается в самом центре очага пожара. Обычно горючее, расположенное на полу или несколько выше, все же находится на значительном расстоянии от перекрытия.

Следовательно, если во время испытания макет в течение получаса не получил никакой видимой деформации, можно считать, что испытывавшаяея защита является абсолютно эффективной, по крайней мере в течение такого же времени (то есть получаса).

По истечении этого срока пожар в большинстве случаев будет или полностью ликвидирован или частично потушен. Если же конструкция не подверглась деформации спустя 30 минут после начала пожара, можно считать почти наверняка, что она не деформируется и в дальнейшем (по крайней мере, если не произойдет внезапного' усиления пожара) .

Все это говорит о неоспоримых выгодах рассматриваемого способа защиты металлических конструкций с боль-• шими пролетами, применяемых в ангарах, залах и подобных им сооружениях. Но этот способ может применяться для защиты не только металлических, но и деревянных и даже железобетонных конструкций.

Возможны также и другие способы, не требующие покрытия защитным слоем всех брусков (балок или частей) конструкции. Можно легко создать для каждой фермы сооружения более быструю и дешевую, но почти столь же эффективную систему защиты.

 

II. ТУШЕНИЕ ПОЖАРОВ НА САМОЛЁТАХ