Моделирование огнезащиты деформационного шва здания
Гравит М.В., к.т.н., доцент; Симоненко Я.Б., магистрант
Санкт-Петербургский Политехнический университет.
Здания и сооружения подвержены деформациям под влиянием колебаний температуры наружного воздуха, неравномерного осаждения грунта основания и других причин. Для предупреждения трещин в несущих и ограждающих конструкциях предусматривают деформационные швы, разрезающие здание на отсеки.
Для защиты деформационных швов при пожаре применяются огнестойкие заделки.
Тип задачи:
Плоско-паралелльная задача нестационарной теплопроводности.
Геометрия:
Область расчета: огнестойкое заполнение деформационного шва в составе горизонтального деформационного шва строительной конструкции, состоящей из двух ж/б плит 2100х1100х200 мм, уложенных параллельно на расстоянии 50 мм друг от друга.
Дано:
Формула стандартного режима пожара по ГОСТ 30247.0-94, п 6.1
T(t) = (345 * log(8*t/60 + 1)/log(10)) + 20°C.
Формула модифицированного углеводородного режима пожара по ГОСТ Р ЕН 1363-2-2014, п 4.2
T(t) = 1280 * (1 - 0.325*exp(-0.167*t/60) - 0.675*exp(-2.5*t/60)))+20°C.
Свойства бетона берем по СП 468.1325800.2019, п 6.3
Теплопроводность бетона λ[Вт/м-°С)] = 1.2 - 0.00035*T°C
Теплоемкость бетона C[кДж/кг-°С] = 0.71 - 0.00083*T°C
Начальная температура конструкции и температура воздуха на холодной стороне приняты +20°C
Задача:
Рассчитать распределение температуры в стене.
Решение
ELCUT использует секунды в качестве единицы измерения времени. В ГОСТ в формулах для режимов пожара используются минуты. Поэтому формулы пришлось изменить, записав там t/60.
Согласно СП 468.1325800.2019 п.3.14 предел огнестойкости устанавливается по потере теплоизолирующей способности при достижении предельной температуры необогреваемой поверхности.
Предполагается, что холодная сторона стены находится внутри помещения. Охлаждение стены происходит за счет естественной конвекции и радиации. Коэффициент конвекции в жилом помещении по СП 50.13330.2012 тб.4, α = 8.7 Вт/м²-°С. Коэффициент черноты поверхности из строительного раствора, штукатурки по ГОСТ 28236-89, ε = 0.93.
Результат
Распределение температуры в стене для стандартного пожара после 240 минут. Видно, что температура вблизи шва достигает предельных 140°C, в то время, как температура бетонной стены вдалеке от шва, ещё ниже критической.
