8.7. Методика расчета предела огнестойкости ограждающих конструкций с учетом реальных условий теплообмена на обеих поверхностях

Методика расчета производится в следующей последовательности:

1. По табличным данным принимаются значения теплофизических характеристик для материала ограждающей конструкции; а затем рассчитываются их средние значения при температуре 250 ⁰С.

2. Затем определяем значение приведенного коэффициента температуропроводности.

3. По формуле (8.3) вычисляем коэффициент теплоотдачи на не обогреваемой поверхности.

4. Определяем значение параметра .

5. По формуле (8.5) определяем значение критерия Bi.

6. По полученным значениям Bi и по номограммам (см. рис. 8.3-8.5) определяем предел огнестойкости исследуемой ограждающей конструкции по признаку прогрева до нормативной температуры на необогреваемой поверхности.

8.8. Примеры расчета

Требуется определить предел огнестойкости ограждающей конструкции для температурного режима стандартного пожара, в виде сплошной железобетонной стены толщиной м по признаку прогрева обратной огневому воздействию поверхности до температуры, превышающей начальную температуру на 140 ⁰С. Характеристика бетона: заполнитель крупный гранитный щебень; объемная масса в сухом состоянии  кг/м³; начальная весовая влажность w=2 %; степень черноты не обогреваемой поверхности ε=0,625. Расчет произвести для четырех случаев теплообмена на обеих поверхностях ограждающей конструкции (при наличии и отсутствии теплообмена на необогреваемой поверхности; при изменении температуры пожара по стандартной кривой и случая, когда конструкция подвергается высокоинтенсивному огневому воздействию - температура поверхности ограждающей конструкции с начала пожара принимает максимальное значение).

Решение:

1. Определяем исходные данные: теплофизические характеристики бетона (табл. П.3.2) при температуре 250 ⁰С:

 Вт/м ⁰С;

кДж/кг ^{. 0}С;

(по табл. П.3.1);

конечное значение температуры на не обогреваемой поверхности:

⁰С.

2. Определяем приведенный коэффициент температуропроводности:

м²/ч.

3. Вычисляем коэффициент теплоотдачи на не обогреваемой поверхности:

Вт/м^2 . 0С.

4. Определяем критерий Bi:

.

5. Определяем значение параметра :

6. Определяем значение предела огнестойкости ограждающей конструкции:

а) при изменении температуры пожара по стандартному температурному режиму и свободному теплообмену на не обогреваемой поверхности: по найденному значению Bi и по номограмме (см. рис. 8.2) определяем предел огнестойкости исследуемой ограждающей конструкции из железобетона по признаку прогрева до нормативной температуры на не обогреваемой поверхности 122 мин;

б) как и в случае а), но теплообмен на не обогреваемой поверхности отсутствует: по номограмме (см. рис. 8.2) при Bi=0, получим, что предел огнестойкости будет равен 115 мин;

в) если обогреваемая поверхность подвергается высокоинтенсивному огневому воздействию, тогда значение параметра будет равно 8,57, следовательно, предел огнестойкости ограждающей конструкции при свободном теплообмене не обогреваемой поверхности будет равен 85 мин;

г) как и в случае в) при отсутствии теплообмена не обогреваемой поверхности: предел огнестойкости будет равен 77 мин.

Аналогичные расчеты производятся и для других температурных режимов пожаров, при этом для расчетов применяются соответствующие номограммы (рис. 8.3-8.5).