Оценка эффективных теплофизических характеристик строительных материалов в условиях воздействия стандартного режима пожара для решения задач огнестойкости

Сергей Сергеевич Ботян; Вадим Александрович Кудряшов

doi:10.33408/2519-237X.2022.6-1.5

Оценка эффективных теплофизических характеристик строительных материалов в условиях воздействия стандартного режима пожара для решения задач огнестойкости

Авторы

Сергей Сергеевич Ботян Университет гражданской защиты МЧС Беларуси; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0002-8593-4413
Вадим Александрович Кудряшов Университет гражданской защиты МЧС Беларуси; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25 https://orcid.org/0000-0003-4889-1060

DOI:

https://doi.org/10.33408/2519-237X.2022.6-1.5

Ключевые слова:

огнестойкость, экспериментальные исследования, коэффициент теплопроводности, коэффициент объемной теплоемкости, метод конечно-элементного анализа, параметрическая оптимизация

Аннотация

Цель. На основе экспериментальных данных, полученных в камерной электропечи, и численного моделирования в системе конечно-элементного анализа определить зависимости эффективных теплофизических характеристик строительных материалов от температуры в условиях воздействия стандартного температурного режима пожара для решения задач огнестойкости.

Методы. Экспериментальные исследования, метод конечно-элементного анализа, метод параметрической оптимизации.

Результаты. Проведен анализ ранее выполненных экспериментальных исследований в камерной электропечи образцов цементных плит, армированных стеклосеткой (плотностью 1100 кг/м³) и минераловатных плит (плотностью 37 и 160 кг/м³) при стационарном и нестационарном условиях нагрева. Разработаны расчетные конечно-элементные модели нагрева образцов в системе конечно-элементного анализа. С применением метода параметрической оптимизации определены зависимости эффективного коэффициента теплопроводности и эффективной объемной теплоемкости цементных плит, армированных стеклосеткой (плотностью 1100 кг/м³) и минераловатных плит (плотностью 37 и 160 кг/м³) от температуры для решения задач огнестойкости.

Область применения исследований. Полученные зависимости эффективных теплофизических характеристик могут быть использованы при оценке огнестойкости строительных конструкций, а также при разработке огнестойких решений конструктивных элементов зданий.

Биографии авторов

Сергей Сергеевич Ботян, Университет гражданской защиты МЧС Беларуси; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

кафедра пожарной безопасности, начальник кафедры

Вадим Александрович Кудряшов, Университет гражданской защиты МЧС Беларуси; 220118, Беларусь, Минск, ул. Машиностроителей, 25

отдел научной и инновационной деятельности, начальник отдела научной и инновационной деятельности; кандидат технических наук, доцент

Библиографические ссылки

Enaleev R.Sh., Tuchkova O.A., Gasilov V.S., Ananikov S.V. Inzhenernye metody prognozirovaniya ognestoykosti [Engineering methods for predicting fire resistance]. Bulletin of the technological university. 2012. Vol. 15, No. 21. Pp. 38–41. (rus)

Mkrtychev O.V., Sidorov D.S. Sovremennye podkhody k opredeleniyu predela ognestoykosti zdaniy i sooruzheniy [Modern approaches to determining the fire resistance of buildings and structures]. Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2011. No. 3-4. Pp. 96–111. (rus)

Krutskikh A.V., Brovkin A.V., Sokolov S.A., Cheremnykh S.V. Reshenie zadachi ognestoykosti stroitel'nykh konstruktsiy s primeneniem sredstv avtomatizirovannogo proektirovaniya [Solution of the problem of fire resistance of building structures using computer-aided design tools]. Proc. IV Intern. scientific and technical conf. «Innovations and modeling in building materials science». Tver: Tver state technical university, 2019. Pp. 55–59. (rus)

Kudryashov V.A., Batyan S.S. Teploprovodnost' tsementnykh armirovannykh plit pri nestatsionarnom teplovom rezhime na osnove dannykh eksperimental'nykh issledovaniy i chislennogo modelirovaniya [Cement boards thermal conductivity based on experimental research and numerical simulation data in relation to nonstationary heat flows]. Journal of Civil Protection, 2017. Vol. 1, No. 2. Pp. 139–152. (rus). DOI: https://www.doi.org/10.33408/2519-237X.2017.1-2.139.

Jakovlev A.I. Raschet ognestoykosti stroitel'nykh konstruktsiy [Calculation of fire resistance of building structures]. Moscow: Stroiizdat, 1988. 143 p. (rus)

Alifanov O.M. Obratnye zadachi teploobmena [Inverse problems of heat transfer]. Moscow: Mashinostroenie, 1988. 280 p. (rus)

Beck D., Blackwell B., St. Clair C. Nekorrektnye obratnye zadachi teploprovodnosti: transl. from English [Ill-posed inverse problems of heat conduction: trans. from English]. Moscow: Mir, 1989. 312 p. (rus)

Kozdoba L.A., Krukovskiy P.G. Metody resheniya obratnykh zadach teploperenosa [Methods for solving inverse problems of heat transfer]. Kiev: Naukova Dumka, 1982. 358 p. (rus)

Batyan S.S., Zhamoydik S.M., Kudryashov V.A., Nguyen T.K. Eksperimental'no-raschetnaya metodika otsenki teplofizicheskikh kharakteristik stroitel'nykh materialov s ispol'zovaniem kamernoy elektropechi dlya resheniya zadach ognestoykosti [Experimental-computing technique of evaluating thermophysical properties of building materials with a muffle electric furnace for solving fire resistance problems]. Journal of Civil Protection, 2020. Vol. 1, No. 4. Pp. 5–19. (rus). DOI: https://www.doi.org/10.33408/2519-237X.2020.4-1.5.

Batyan S.S. Teplofizicheskie kharakteristiki tsementnykh armirovannykh plit dlya resheniya zadach nestatsi-onarnogo vysokotemperaturnogo nagreva [Сement boards thermophysical characteristics for solving the tasks to nonstationary high-temperature heating]. Journal of Civil Protection, 2018. Vol. 2, No. 3. Pp. 327–334. (rus). DOI: https://www.doi.org/10.33408/2519-237X.2018.2-3.327.

Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси, Т. 6, № 1

Загрузки

Просмотров аннотации: 215
Загрузок PDF: 123

Опубликован

2022-02-25

Как цитировать

Ботян, С. С. и Кудряшов, В. А. (2022) «Оценка эффективных теплофизических характеристик строительных материалов в условиях воздействия стандартного режима пожара для решения задач огнестойкости», Вестник Университета гражданской защиты МЧС Беларуси, 6(1), сс. 5–16. doi: 10.33408/2519-237X.2022.6-1.5.