ОГНЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ

ОГНЕВЫЕ ИСПЫТАНИЯ – определение количественных и качественных свойств предмета испытаний в условиях воздействии на него открытого пламени с целью получения сведений, необходимых для установления соответствия или несоответствия заданным требованиям в области пожарной безопасности (см. ПОЖАРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ). [2]

В целях установления некоторых характеристик огнестойкости строительных конструкций или сооружений (см. СТЕПЕНЬ ОГНЕСТОЙКОСТИ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ПОЖАРНЫХ ОТСЕКОВ), которые не могут быть получены с помощью стандартизованных методов, специалистам в области пожарной безопасности часто приходится прибегать к проведению крупномасштабных натурных огневых испытаний зданий или фрагментов зданий (см. КЛАСС КОНСТРУКТИВНОЙ ПОЖАРНОЙ ОПАСНОСТИ ЗДАНИЙ, СООРУЖЕНИЙ И ПОЖАРНЫХ ОТСЕКОВ).

Рис. 1. Натурные огневые испытания фрагмента технологической установки на Оренбургском полигоне ФГБУ ВНИИПО МЧС РФ

При проведении натурных огневых испытаний учитываются:

а) размеры испытуемого (контрольного) образца;

b) взаимодействие между элементами и материалами конструкций;

c) пожарная нагрузка (см. ПОЖАРНАЯ НАГРУЗКА) и скорость тепловыделения (тепловой режим) (см. ТЕПЛОВОЙ ПОТОК);

d) реальные условия;

e) реальный воздухообмен. [2]

При планировании и проведении эксперимента, включающего в себя крупномасштабные огневые испытания, необходимо учитывать факторы, которые могут значительно повлиять на результаты испытаний. Влияние этих факторов можно избежать при правильном планировании эксперимента. Если влияние неизбежно, его можно предвидеть и, следовательно, скомпенсировать при выполнении испытаний и анализе результатов.

Огневое воздействие является наиболее важным параметром испытания, так как выбор неправильных условий нагрева может снизить эффективность эксперимента. Необходимо отметить, что в большинстве случаев используемые при испытании условия могут быть проведены один раз, значит условия нагрева должны быть правильно определены и воспроизведены. Следует учитывать, что если вероятен более чем один сценарий пожара, могут понадобиться многократные испытания.

Трудности, связанные с огневыми испытаниями крупных строительных конструкций или фрагментов зданий (например, сложная конфигурация конструкций; высокая стоимость испытаний; приобретение приборов (оборудования); транспортирование конструкций), часто вызывают стремление уменьшить масштаб конструкций для испытаний. При маломасштабных огневых испытаниях следует учитывать, что поведение составных элементов, входящих в конструкцию, значительно варьируется от их массы. Размеры и масса конструкции имеют большое влияние на ее прогрев и огнестойкость.

Рис. 1. Натурные огневые испытания светопрозрачной конструкции

 Аналогично, когда при испытаниях используют прямое огневое воздействие на элементы конструкций (например, горение штабеля древесины, мебели или горение газовых горелок), размеры пламени и конвективной струи не могут быть одновременно уменьшены соразмерно уменьшению размеров испытуемой конструкции или элементов, образующих ее.

Уменьшение размера экспериментальной конструкции (фрагмента) часто не является адекватным решением при выполнении таких испытаний. Если эксперимент проводят при уменьшенных размерах конструкций, необходимо учитывать, что уменьшение размеров влияет на время наступления предельных состояний по огнестойкости.

При уменьшении размера испытуемого фрагмента поведение конструкций моделируется более точно, если теплопередачу моделируют с учетом реальных условий, а также его объема и размеров. Любое такое изменение должно быть определено количественно и регистрировано.

Перед началом проектирования и создания экспериментального фрагмента важно определить цели эксперимента, поскольку во многих случаях они определяют размер и массу конструкций, которые подлежат испытанию.

Сформулированные цели эксперимента должны быть составляющей частью протокола испытаний.

Результаты анализа и выбор используемых параметров должны составлять часть испытательных характеристик и должны быть зафиксированы. [1]

Испытания могут проводиться только при наличии программы, которая должна содержать следующие основные сведения:

- краткое описание конструктивной системы (функциональное назначение, технические характеристики, шифр технической документации, завод-изготовитель и т. д.), предполагаемая область применения;

- рабочие чертежи фрагмента;

- вид, количество и расположение пожарной нагрузки (см. ПОЖАРНАЯ НАГРУЗКА), а также вероятных источников зажигания (см. ИСТОЧНИК ЗАЖИГАНИЯ);

- данные о системах противопожарной защиты объекта;

- цель испытаний с обоснованием необходимости их проведения, в том числе причины, не позволяющие однозначно классифицировать конструктивную систему по огнестойкости и пожарной опасности;

- план подготовки к проведению испытаний с указанием организаций-исполнителей, перечня подготовительных работ и сроков исполнения;

- методику проведения испытаний;

- методику обработки результатов испытаний;

- критерии оценки результатов испытаний (огнестойкости, пожарной опасности и др.);

- список участников испытаний с указанием их обязанностей при проведении испытаний;

- меры безопасности;

- требования к содержанию отчета о результатах испытаний.

Программа испытаний может содержать другие дополнительные сведения, определяемые задачами испытаний. [1]

Лабораторные печи для проведения испытаний на огнестойкость

Печи для проведения испытаний на огнестойкость различной конфигурации (горизонтальные, вертикальные или комбинированные) для испытания на огнестойкость подвесных потолков, визирных приборов, стен, колонн и т. д. разрабатываются в соответствии с конкретными кривыми нагрева.

Лабораторные камерные печи являются оптимальным решением при проведении испытаний на огнестойкость конструкций зданий и судов, горизонтальных и вертикальных элементов, а также сейфов. Печь работает в полностью автоматическом режиме. За ее работой следит программируемый логический контроллер, который моделирует развитие пожара и позволяет быстро и эффективно изменять параметры проводимого испытания.

Стоит подчеркнуть, что камеры для проведения испытаний на огнестойкость отличаются особой эластичностью, т. е. способны быстро и эффективно адаптироваться к типу проводимого исследования. Камера оснащается смотровыми окошками, через которые можно наблюдать за поведением испытываемых элементов внутри испытательной камеры, а также системой визуализации, архивирования и подготовки отчетов. Все это позволяет проводить статическое и динамическое моделирование поведения образца во время испытаний на огнестойкость.

Литература

1. ГОСТ Р 55994-2014/ISO/TR 15658:2009 Испытания на огнестойкость. Руководящие указания по планированию и проведению крупномасштабных испытаний и моделированию без использования печи.

2. Пожарная безопасность. Энциклопедия. – М.: ФГУ ВНИИПО МЧС России, 2019.