Презентация Поведінка будівельних конструкцій під час пожежі. Пожежно-технічні характеристики деревяних будівельних елементів. (Тема 2. 13) онлайн

Содержание слайда: Будівлі і споруди та їх поведінка в умовах пожежі МОДУЛЬ 2: “Поведінка будівельних конструкцій під час пожежі”. ЛЕКЦІЯ 13. ПОЖЕЖНО-ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДЕРЕВ’ЯНИХ БУДІВЕЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ .

Содержание слайда: ПЛАН ЛЕКЦІЇ: ПЛАН ЛЕКЦІЇ: 1. Поведінка деревини в умовах підвищених температур. 2. Поведінка дерев`яних конструкцій під час пожежі. 3. Загальна послідовність визначення межі вогнестійкості дерев`яних конструкцій.

Содержание слайда: 1. Поведінка деревини в умовах підвищених температур. 1. Поведінка деревини в умовах підвищених температур. Як відомо, деревина є матеріалом природного походження, який на 99% складається з органічних речовин (50% складових деревини – це целюлоза). Наявність целюлози у структурі деревини і обумовлює її горючість. Під дією високої температури відбува-ється так званий піроліз целюлози – процес хімічного перетворення целюлози в інші речовини, який супроводжується виділенням газів.

Содержание слайда: Піроліз проходить у дві стадії: Піроліз проходить у дві стадії: 1 стадія - спостерігається при нагріванні деревини до температури 200 – 250 ºC. Целюлоза перетворюється на вугілля і виділяє негорючі гази (чадний газ, вуглекислий газ, водяний пар); 2 стадія - спостерігається при нагріванні деревини до температури 250 – 360 ºC і вище. Целюлоза перетворюється на смоли і виділяє горючі гази, зокрема метан.

Содержание слайда: Механізм розвитку горіння деревини у загальному випадку виглядає наступним чином: Механізм розвитку горіння деревини у загальному випадку виглядає наступним чином: 1. На початку впливу високої температури поверхневі шари деревини починають прогріватися. Целюлоза, що міститься там, починає перетворюватися на вугілля (поверхневе обвуглення деревини) під дією зовнішнього теплового випромінювання, вугілля починає тліти і само виділяє тепло;

Содержание слайда:

Содержание слайда: 2. Від разогрітого вугілля теплова енергія розповсюджується вглиб деревини, температура прогріву деревини збільшується. 2. Від разогрітого вугілля теплова енергія розповсюджується вглиб деревини, температура прогріву деревини збільшується. Внаслідок подальшого прогріву розпочинається піроліз целюлози у більш глибоких шарах деревини, при чому виділяються горючі гази;

Содержание слайда:

Содержание слайда: 3. Горючі гази по капілярах починають виходити на поверхню, де вступають у взаємодію із киснем зовнішнього повітря і спалахують від тліючого вугілля, розпочинаючи самостійне горіння деревини, горіння газів підтримує тління у деревному вугіллі; 3. Горючі гази по капілярах починають виходити на поверхню, де вступають у взаємодію із киснем зовнішнього повітря і спалахують від тліючого вугілля, розпочинаючи самостійне горіння деревини, горіння газів підтримує тління у деревному вугіллі;

Содержание слайда:

Содержание слайда: 4. Шари деревини послідовно перетворюються на вугілля, деревина прогрівається далі углибину, піроліз целюлози триває за рахунок прогріву глибинних шарів деревини. Таким чином продовжується горіння деревини.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Горіння деревини припиниться в тому випадку, коли вся деревина перетвориться на вугілля або в той момент, коли буде ліквідовано джерело теплового випромінювання. Горіння деревини припиниться в тому випадку, коли вся деревина перетвориться на вугілля або в той момент, коли буде ліквідовано джерело теплового випромінювання. Іншими словами, горіння деревини буде тривати до тих пір, доки відбуватиметься піроліз целюлози.

Содержание слайда: Горіння – це екзотермічна реакція окислення речовин, що супроводжується інтенсивним виділенням тепла, світла, звуку, диму і полум‘я. Горіння – це екзотермічна реакція окислення речовин, що супроводжується інтенсивним виділенням тепла, світла, звуку, диму і полум‘я. Для виникнення процесу горіння необхідні три основні умови: - наявність горючої речовини; - наявність окислювача; - наявність джерела запалювання. Причому пальна речовина та окислювач повинні бути нагріті до певної температури і знаходитися у відповідному кількісному співвідношенні.

Содержание слайда: Розрізняють дві фази горіння деревини: Розрізняють дві фази горіння деревини: перша фаза характеризується поглинанням тепла деревиною і виділенням негорючих газів. При прогріві деревини до температур 100 – 110 ºC спостерігається висихання деревини і виділення летючих ароматичних речовин. При прогріві до температур 110 – 150 ºC деревина починає змінювати колір (жовтіє), ароматичні речовини виділяються більш інтенсивно. При прогріві до температур 150 – 250 ºC розпочинається димоутворення і обвуглення;

Содержание слайда: друга фаза характеризується виділенням теплової енергії з деревини, виділенням горючих газів, самостійним горінням деревини і горінням вуглецю: друга фаза характеризується виділенням теплової енергії з деревини, виділенням горючих газів, самостійним горінням деревини і горінням вуглецю: При прогріві деревини до температур 250 – 280 ºC спостерігається вихід горючих газів на поверхню і їх займання. При прогріві до температур 280 – 300 ºC збільшується вихід горючих газів і розпочинається самостійне горіння деревини великим полум`яним факелом. При прогріві до температур 300 – 350 ºC відбувається інтенсивне утворення деревного вугілля, вугілля утворює своєрідну суцільну корку, яка екранує деревину.

Содержание слайда: Оскільки деревне вугілля є дуже крихким, то вугільна корка одразу вкривається тріщинами, крізь які горючі гази продовжують виходити на поверхню. Горіння деревини триває, але із зменшеним полум`яним факелом. Оскільки деревне вугілля є дуже крихким, то вугільна корка одразу вкривається тріщинами, крізь які горючі гази продовжують виходити на поверхню. Горіння деревини триває, але із зменшеним полум`яним факелом. Слід зауважити, що само спалахування деревини відбувається при прогріві до температур 350 – 450 ºC, при тривалому прогріванні деревини температура спалахування може навіть знижуватись.

Содержание слайда: 2. Поведінка дерев`яних конструкцій під час пожежі. 2. Поведінка дерев`яних конструкцій під час пожежі. Дерев`яні конструкції, які експлуатуються у наявних будівлях, в основному являють собою стрижньові елементи (балки, перекриття, кроквяні балки, стояки). Ці елементи виконують лише несучу функцію, тому межа вогнестійкості таких елементів визначається лише за 1-м граничним станом.

Содержание слайда: Під час пожежі дерев`яні конструкції починають самостійно горіти, шари деревини послідовно перетворюються на вугілля. Під час пожежі дерев`яні конструкції починають самостійно горіти, шари деревини послідовно перетворюються на вугілля. При подальшому розвитку пожежі обвуглення деревини триває і величина робочого перерізу конструкції починає поступово зменшуватися. Відповідно зі зменшенням робочого перерізу знижується і несуча здатність конструкцій. У деякий момент настає ситуація, коли залишкова несуча здатність конструкції виявляється меншою, ніж зовнішнє навантаження і в цей момент відбувається руйнування конструкції.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Для того, щоб визначити межу вогнестійкості дерев`яних конструкцій необхідно: Для того, щоб визначити межу вогнестійкості дерев`яних конструкцій необхідно: знати її геометричні розміри, а також величину зовнішнього навантаження; крім того, необхідно задати величину нормативного обвуглення. Для деревини хвойних порід величина нормативного обвуглення складає 2-2,5 мм/хв.

Содержание слайда: 3. Загальна послідовність визначення межі вогнестійкості дерев`яних конструкцій 3. Загальна послідовність визначення межі вогнестійкості дерев`яних конструкцій З початку визначають параметри конструкції до пожежі, зокрема визначають несучу здатність. Тривалість пожежі умовно розбива-ється на інтервали часу по 1-3 хв. Для конкретного інтервалу часу визначають зміни у несучій здатності. Несуча здатність у визначений інтервал часу порівнюється із зовнішнім навантаженням.

Содержание слайда: Несуча здатність стійки до пожежі: де  – коефіцієнт поздовжнього вигину; Аст – площа перерізу до пожежі; Rд – опір деревини.

Содержание слайда: Коефіцієнт повздовжнього вигину буде розрахований за формулами:

Содержание слайда: Далі розраховується несуча здатність деревини через 3, 6, 9 (і т.д.) хвилин від початку вогневого впливу. Далі розраховується несуча здатність деревини через 3, 6, 9 (і т.д.) хвилин від початку вогневого впливу. Якщо несуча здатність виявиться більшою, ніж зовнішнє навантаження, то визначають параметри конструкції для наступного інтервалу і продовжують розрахунок до тих пір, доки несуча здатність у визначений інтервал часу не виявиться меншою, ніж зовнішнє навантаження.

Содержание слайда: Втрата несучої спроможності дерев'яних конструкцій є результатом обгоряння несучих елементів, що, у кінцевому підсумку веде до зниження їх робочого перерізу та зростанню напруження в робочому перерізі при незмінному зовнішньому навантаженні. Граничний стан конструкції за міцністю знаходять у момент, коли напруження в робочому перерізі стають рівними до нормативних. Втрата несучої спроможності дерев'яних конструкцій є результатом обгоряння несучих елементів, що, у кінцевому підсумку веде до зниження їх робочого перерізу та зростанню напруження в робочому перерізі при незмінному зовнішньому навантаженні. Граничний стан конструкції за міцністю знаходять у момент, коли напруження в робочому перерізі стають рівними до нормативних.

Содержание слайда: ВИСНОВОК: Таким чином, при визначенні межі вогнестійкості дерев’яних конструктивних елементів необхідно враховувати швидкість вигоряння деревини, що призводить до: - зменшення перерізу будівельного елемента, зростанню напружень та зменшенню несучої спроможності.

Содержание слайда: Запитання для самостійної підготовки: Запитання для самостійної підготовки: Чому деревина є горючим матеріалом? У яких конструкцій вище межа вогнестійкості: у металевих чи дерев’яних і чому? Що таке піроліз целюлози? За яким граничним станом розраховується межа вогнестійкості дерев’яних конструкцій і чому? Що є причиною руйнування дерев’яних конструкцій при пожежі? Охарактеризуйте першу стадію піролізу целюлози. Охарактеризуйте другу стадію піролізу целюлози. Охарактеризуйте 1 фазу горіння деревини. Охарактеризуйте 2 фазу горіння деревини. До яких пір може тривати горіння дерев’яної конструкції при пожежі? Які вихідні дані необхідні для визначення межі вогнестійкості дерев’яної конструкції? Наведіть загальну послідовність визначення межі вогнестійкості дерев’яної конструкції.

Содержание слайда: Завдання на самопідготовку: Література: 1. ДСТУ Б В.2.7–19–95 (ГОСТ 30244–94). Матеріали будівельні. Методи випробувань на горючість. 2. Пушкаренко А.С., Васильченко О.В., Квітковський Ю.В., Луценко Ю.В., Миргород О.В. «Вогнезахисне обробляння будівельних матеріалів і конструкцій» - Х.: НУЦЗУ, 2011. – 176 с. 3. Яковлев А.И. Расчет огнестойкости строительных конструкций. - М.: Стройиздат, 1988. - С. 26 - 32. 4. Іванов В.А. і ін. Конструкции из дерева и пластмасс. Приклади проектування. - К.: Вища школа, 1981. 5. Лыков А.В. Теория теплоповодности. -М.: "Высшая школа", 1967. – 599 с.