RU2466761C1 - Method of forming fire barrier and fire barrier - Google Patents
Method of forming fire barrier and fire barrier Download PDFInfo
- Publication number
- RU2466761C1 RU2466761C1 RU2011129406/12A RU2011129406A RU2466761C1 RU 2466761 C1 RU2466761 C1 RU 2466761C1 RU 2011129406/12 A RU2011129406/12 A RU 2011129406/12A RU 2011129406 A RU2011129406 A RU 2011129406A RU 2466761 C1 RU2466761 C1 RU 2466761C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- screen
- fire
- coolant
- capillary
- temperature
- Prior art date
Links
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 title claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002826 coolant Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 26
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims abstract description 13
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims abstract description 12
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 15
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 11
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 8
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 4
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims description 2
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 5
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 5
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005034 decoration Methods 0.000 description 2
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 description 1
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Building Environments (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к противопожарной технике и предназначено для локализации пожара в открытых технологических проемах, проемах зданий и сооружений с помощью формирования противопожарной преграды, в которой применяется огнезащитный экран.The invention relates to fire fighting equipment and is intended to localize a fire in open technological openings, openings of buildings and structures by forming a fire barrier in which a fire shield is used.
Описание уровня техникиDescription of the prior art
Основным элементом конструкции противопожарных преград в виде штор, определяющим их эффективность, является огнезащитный экран. Его основные технические характеристики определяются конструктивным исполнением и режимом работы, а также характеризуются нормированным пределом огнестойкости. Пределом огнестойкости конструкции называется промежуток времени от начала огневого воздействия до наступления одного из ее предельных состояний, которыми являются:The main structural element of fire barriers in the form of curtains, determining their effectiveness, is a fireproof screen. Its main technical characteristics are determined by the design and operation mode, and are also characterized by a normalized fire resistance limit. The fire resistance of a structure is the time interval from the beginning of the fire exposure to the onset of one of its limiting states, which are:
- при потере целостности, образование в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на необогреваемую поверхность проникают продукты горения или пламя;- in case of loss of integrity, the formation of through cracks or holes in the structure through which combustion products or flame penetrate the unheated surface;
- при потере теплоизолирующей способности, повышение температуры на необогреваемой поверхности конструкции в любой точке этой поверхности более чем на 180-220°С.- in case of loss of heat-insulating ability, temperature increase on the unheated surface of the structure at any point on this surface by more than 180-220 ° C.
Было предложено большое разнообразие противопожарных конструкций, в которых используется огнезащитный экран.A wide variety of fire protection designs have been proposed that utilize a fire protection screen.
При этом наиболее близким аналогом настоящего изобретения является техническое решение, известное из патента FR 2212759, в котором раскрывается противопожарное устройство, включающее: по меньшей мере один гибкий капиллярно-пористый огнезащитный экран для жидкости, размещенный в исходном состоянии внутри корпуса, расположенного в области, которая должна быть защищена от огня; средства для опускания огнезащитного экрана при возникновении пожара; пропиточный узел, предусмотренный внутри корпуса для пропитывания огнезащитного экрана охлаждающей жидкостью при его разматывании и опускании вниз, а также для непрерывного пропитывания экрана после его опускания. Пропитывание осуществляется посредством распылителей, выполненных внутри корпуса. В одном из вариантов выполнения указанный пропиточный узел включает в себя размещенную внутри корпуса емкость, выполненную с возможностью накапливания в ней охлаждающей жидкости, стекающей, в результате распыления, с пропитываемого экрана, намотанного на намоточном валу.Moreover, the closest analogue of the present invention is a technical solution known from patent FR 2212759, which discloses a fire fighting device, comprising: at least one flexible capillary-porous fire-retardant shield for a liquid, placed in its initial state inside the housing located in the region, which must be protected from fire; means for lowering the fire shield in case of fire; an impregnating assembly provided inside the housing for impregnating the fire shield with coolant when it is unwound and lowering down, as well as for continuously impregnating the screen after lowering it. Impregnation is carried out by means of sprays made inside the housing. In one embodiment, said impregnation unit includes a container located inside the housing, configured to accumulate coolant therein, draining, as a result of spraying, from the impregnated screen wound on a winding shaft.
В данной конструкции исключены недостатки, характерные для решений, в которых осуществляется орошение необогреваемой поверхности экрана жидкостью, подаваемой от распылителей, расположенных над проемом на некотором расстоянии от плоскости экрана. Поскольку в патенте FR 2212759 распыление осуществляется внутри корпуса, то несколько уменьшается расход воды и исключается необходимость в прокладке труб и распылителей снаружи противопожарной преграды.This design eliminates the disadvantages characteristic of solutions in which the unheated surface of the screen is irrigated with liquid supplied from sprayers located above the opening at some distance from the screen plane. Since in the patent FR 2212759, the spraying is carried out inside the housing, the water consumption is slightly reduced and the need for laying pipes and sprayers outside the fire barrier is eliminated.
Однако данной конструкции присущи, в частности, следующие недостатки:However, this design has, in particular, the following disadvantages:
- хотя распылители находятся вблизи экрана, по-прежнему используется метод распыления и, следовательно, неизбежно образование значительного количества неиспарившейся части воды, оказывающей разрушающее воздействие на строительные конструкции, отделку и обстановку защищаемых помещений;- although the sprayers are located near the screen, the spraying method is still used and, therefore, the formation of a significant amount of an unevaporated part of the water is inevitable, which has a destructive effect on the building structures, decoration and furnishings of the protected premises;
- кроме того, конструкция пропиточного узла не гарантирует 100% покрытие экрана водой, особенно при его искривлении, вызываемом избыточным давлением в помещении, в котором возникает пожар.- in addition, the design of the impregnation unit does not guarantee 100% coverage of the screen with water, especially when it is bent, caused by excessive pressure in the room in which a fire occurs.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Техническими задачами предложенного решения являются задачи, обеспечивающие устранение или по меньшей мере уменьшение влияния указанных проблем известного уровня техники и, в частности: отсутствие вытекающей из экрана неиспарившейся части жидкости; уменьшение расхода воды и снижение требований к напору в водопроводе; сохранение в течение некоторого времени теплоизолирующей способности экрана; а также отсутствие не пропитанных водой участков экрана при его искривлении, вызванном избыточным давлением в помещении пожара.The technical problems of the proposed solution are those that ensure the elimination or at least reduction of the influence of these problems of the prior art and, in particular: the absence of an unevaporated part of the liquid leaking from the screen; reduction of water consumption and pressure requirements in the water supply; preservation for some time of the insulating ability of the screen; as well as the absence of sections of the screen not soaked with water when it is bent, caused by excessive pressure in the fire room.
Поставленные задачи решаются в предлагаемом способе формирования противопожарной преграды, при котором:The tasks are solved in the proposed method of forming a fire barrier, in which:
при возникновении пожара опускают гибкий огнезащитный экран, выполненный из материала с капиллярной структурой, для перекрывания проема защищаемого перемещения;when a fire occurs, lower the flexible fireproof screen made of a material with a capillary structure to block the opening of the protected movement;
осуществляют подачу охлаждающей жидкости в гибкий огнезащитный экран для создания в его капиллярной структуре парокапельновоздушной среды, при этом подачу охлаждающей жидкости осуществляют так, чтобы на начальной стадии охлаждающая жидкость проникала в стенку экрана посредством капиллярных явлений и затем, пройдя вглубь на расстояние, равное высоте капиллярного поднятия жидкости, распространялась вниз экрана посредством явления фильтрации под действием своей силы тяжести; иcoolant is supplied into a flexible fireproof screen to create a vapor-droplet-air medium in its capillary structure, while coolant is supplied so that at the initial stage the coolant penetrates the wall of the screen by means of capillary phenomena and then, going deeper into the distance equal to the height of the capillary rise liquid spreading down the screen through the phenomenon of filtration under the influence of its gravity; and
после этого осуществляют регулирование расхода охлаждающей жидкости таким образом, чтобы температура в любой точке на необогреваемой поверхности огнезащитного экрана была равна температуре испарения воды.after that, the coolant flow rate is controlled in such a way that the temperature at any point on the unheated surface of the fire shield is equal to the temperature of water evaporation.
Регулирование расхода охлаждающей жидкости предпочтительно осуществляют посредством изменения проходного сечения канала подачи жидкости и/или давления в системе подачи жидкости перед указанным каналом подачи жидкости.The regulation of the flow rate of the coolant is preferably carried out by changing the flow area of the fluid supply channel and / or pressure in the fluid supply system in front of said fluid supply channel.
Также регулирование расхода охлаждающей жидкости может осуществляться посредством создания капиллярно-пористой среды с заданными параметрами.Also, coolant flow rate control can be carried out by creating a capillary-porous medium with specified parameters.
Для создания капиллярно-пористой среды с заданными параметрами огнестойкий экран предпочтительно выполняют из нетканых материалов на основе стеклянных, базальтовых или кремнеземных волокон, расположенных между слоями из кремнеземной ткани с поверхностной плотностью 150-600 кг/м2.To create a capillary-porous medium with the specified parameters, the fire-resistant screen is preferably made of nonwoven materials based on glass, basalt or silica fibers located between layers of silica fabric with a surface density of 150-600 kg / m 2 .
Возможно чередование слоев из различных материалов и/или сочетание в слое различных волокон разного химического состава и/или разного размера.It is possible to alternate layers of different materials and / or a combination in the layer of different fibers of different chemical composition and / or different sizes.
Регулирование расхода жидкости предпочтительно осуществляется в автоматическом режиме по сигналу датчиков температуры, расположенных в нижней части необогреваемой поверхности огнезащитного экрана.The regulation of fluid flow is preferably carried out automatically by the signal of temperature sensors located in the lower part of the unheated surface of the fireproof screen.
Температуру в огнезащитном экране предпочтительно поддерживают в диапазоне 100-160°С.The temperature in the fire retardant screen is preferably maintained in the range of 100-160 ° C.
Настоящее изобретение также относится к противопожарной преграде, содержащей:The present invention also relates to a fire barrier comprising:
гибкий огнезащитный экран, выполненный из материала с капиллярно-пористой структурой и размещенный в исходном состоянии внутри корпуса, расположенного в верхней защищенной от огня области защищаемого помещения и имеющего в своей нижней части проход для экрана;a flexible fireproof screen made of a material with a capillary-porous structure and placed in the initial state inside the housing located in the upper area protected from the fire of the protected room and having a passage for the screen in its lower part;
средства для опускания огнезащитного экрана при возникновении пожара;means for lowering the fire shield in case of fire;
пропиточный узел, предусмотренный внутри корпуса для пропитывания огнезащитного экрана охлаждающей жидкостью при его разматывании и опускании вниз, а также для непрерывного пропитывания экрана после его опускания, где указанный пропиточный узел включает в себя емкость, размещенную в внутри корпуса над указанным отверстием для прохода экрана и выполненную с возможностью подачи в нее охлаждающей жидкости, причем огнезащитный экран вплотную прилегает к емкости, образуя одну из ее стенок.an impregnating assembly provided inside the housing for impregnating the fire-retardant shield with coolant when it is unwound and lowering down, as well as for continuously impregnating the shield after lowering it, wherein said impregnating assembly includes a container located inside the housing above said opening for passage of the screen and made with the possibility of supplying coolant to it, moreover, the fireproof screen is adjacent to the container, forming one of its walls.
Огнезащитный экран может быть размещен в корпусе на намоточном валу или в сложенном состоянии.Fireproof screen can be placed in the housing on the winding shaft or in the folded state.
Емкость может быть выполнена закрытой сверху или открытой сверху.The container may be closed on top or open on top.
Противопожарная преграда предпочтительно содержит средства для регулирования расхода охлаждающей жидкости.The fire barrier preferably comprises means for controlling the flow of coolant.
Техническим результатом от реализации предложенного технического решения является:The technical result from the implementation of the proposed technical solution is:
- отсутствие вытекающей из экрана не испарившейся части жидкости, способной оказывать разрушающее воздействие на строительные конструкции, отделку и обстановку защищаемых помещений;- the absence of the non-evaporated part of the liquid leaking from the screen, capable of exerting a destructive effect on building structures, decoration and the environment of protected premises;
- уменьшение расхода жидкости и снижение требований к напору в водопроводе в зданиях и сооружениях (в зданиях большого объема с большими проемами нет необходимости в устройстве хранилищ воды и насосных станций);- reducing fluid flow and reducing pressure requirements in the water supply in buildings and structures (in large-volume buildings with large openings there is no need for water storage facilities and pumping stations);
- отсутствие проникания пара в защищаемое помещение;- lack of penetration of steam into the protected room;
- сохранение в течение некоторого времени теплоизолирующей способности при прекращении орошения экрана жидкостью;- preservation for some time of heat-insulating ability upon termination of irrigation of the screen with liquid;
- отсутствие не пропитанных водой участков экрана, в частности при его искривлении, вызванном избыточным давлением в помещении пожара.- the absence of sections of the screen not soaked with water, in particular when it is bent, caused by excessive pressure in the fire room.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Далее настоящее изобретение будет, только в качестве примера, описано со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:The invention will now be described, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which:
Фиг.1 - Конструктивная схема противопожарной преграды в первом варианте выполнения;Figure 1 - Structural diagram of a fire barrier in the first embodiment;
Фиг.2 - Конструктивная схема противопожарной преграды во втором варианте выполнения;Figure 2 - Structural diagram of a fire barrier in the second embodiment;
Фиг.3 - Расчетная схема тепломассопереноса в водосодержащей капиллярно-пористой структуре огнестойкого экрана в режиме непрерывной подачи охлаждающей жидкости.Figure 3 - Calculation scheme of heat and mass transfer in a water-containing capillary-porous structure of a fire-resistant screen in the mode of continuous supply of coolant.
Варианты осуществления изобретенияEmbodiments of the invention
Ниже со ссылками на указанные фигуры будет пояснен предложенный способ формирования противопожарной преграды, а также конструкция такой преграды.Below with reference to these figures will be explained the proposed method of forming a fire barrier, as well as the design of such a barrier.
На фиг.1 показана конструктивная схема противопожарной преграды в соответствии с первым вариантом выполнении, где ссылочными позициями обозначены: 1 - стена; 2 - корпус; 3 - намоточный вал; 4 - емкость пропиточного узла; 5 - входной штуцер; 6 - огнестойкий экран; 7 - термоуплотнительная лента; 8 - направляющий ролик; 9 - кронштейны.Figure 1 shows a structural diagram of a fire barrier in accordance with the first embodiment, where the reference numbers indicate: 1 - wall; 2 - case; 3 - winding shaft; 4 - capacity of the impregnating unit; 5 - input fitting; 6 - fireproof screen; 7 - heat sealing tape; 8 - a directing roller; 9 - brackets.
В исходном положении, в штатном режиме эксплуатации здания, огнезащитный экран 6 хранится на намоточном валу 3, расположенном внутри корпуса 2. В случае возникновения пожара, по сигналу с пожарных извещателей, огнезащитный экран 6 переводится в рабочее положение, формируя, таким образом, противопожарную преграду. Развертывание огнезащитного экрана 6 осуществляется, после снятия электромагнитной блокировки, под действием собственного веса и веса отсекающей шины (не показана).In the initial position, in the normal operation mode of the building, the
Предложенный способ предполагает изготовление огнезащитного экрана 6 из капиллярно-пористых материалов и создание в его пористой стенке парокапельновоздушной среды из охлаждающей жидкости. Это позволяет реализовать максимальное число механизмов отвода от экрана тепла, поступающего от обогревающей среды пожара.The proposed method involves the manufacture of a
Для подачи охлаждающей жидкости в стенку огнезащитного экрана 6 используется способность капиллярно-пористой среды впитывания жидкости под действием капиллярных сил и способности к организации ее течения в порах, описанного в научно-технической литературе как явление фильтрации.To supply coolant to the wall of the
Как показано на фиг.1, огнезащитный экран 6 в исходном состоянии на намоточном валу 3 хранится внутри корпуса 2, который устанавливается над проемом в стенах 1 и перегородках, на перекрытии или иных конструкциях несущего каркаса здания.As shown in figure 1, the
В альтернативном варианте конструкции огнезащитный экран 6 может храниться внутри корпуса 2 в сложенном состоянии (не показано) по принципу «гармошки».In an alternative design, the
При пожаре (в автоматическом режиме по сигналу извещателей или в ручном режиме) производится опускание огнезащитного экрана 6 под действием силы тяжести и формирование, таким образом, противопожарной преграды. Глубина опускания, как правило, равна высоте проема или коридора. В нижней части экрана 6 механически закреплена отсекающая шина (не показана), которая обладает достаточной массой для осуществления быстрого опускания огнезащитного экрана, а также осуществляет его плотное примыкание к полу или нижней части проема.In case of fire (in automatic mode at the signal of the detectors or in manual mode), the
При повышении температуры необогреваемой поверхности огнезащитного экрана 6 до критического значения в него начинается подаваться охлаждающая жидкость (вода). Критическое значение температуры должно определяться как разность значения, соответствующего потере теплоизолирующей способности, и величины ее изменения в промежутке времени от момента начала подачи жидкости в емкость 4 до момента насыщения жидкостью нижней части экрана 6.When the temperature of the unheated surface of the
Охлаждающая жидкость подается от водопроводной линии в емкость 4 через штуцер 5, образующие пропиточный узел. Расход подаваемой охлаждающей жидкости определяется величиной проходного сечения в штуцере 5 и давлением в системе перед ним, составляющими в одном варианте средства для регулирования расхода охлаждающей жидкости.Coolant is supplied from the water supply line to the tank 4 through the
В соответствии с изобретением, экран 6 вплотную прилегает к емкости 4, образуя одну из ее стенок. Дополнительное притягивание экрана 6 к емкости 4 осуществляется посредством направляющего ролика 8, который в данном варианте расположен в верхней части емкости 4. Данное прилегание экрана 6 к емкости 4 является важной отличительной особенностью предложенного решения, обеспечивающей получение указанного технического результата. Вследствие того, что экран 6 находится в постоянном контакте с объемом охлаждающей жидкости, содержащейся в емкости 4, т.е. фактически погружен в нее, на начальной стадии охлаждающая жидкость проникает в экран 6 посредством капиллярных явлений и, достигнув расстояния, равного высоте капиллярного поднятия жидкости, распространяется вниз экрана 6 посредством явления фильтрации под действием собственной силы тяжести.In accordance with the invention, the
Следует отметить, что поскольку на начальной стадии подачи охлаждающей жидкости огнезащитный экран 6 прогрет до температуры, превышающей температуру кипения охлаждающей жидкости, то может возникать реактивная сила при испарении охлаждающей жидкости, препятствующая ее прониканию в полотно. В конструкции пропиточного узла данная ситуация учтена следующим образом.It should be noted that since the
При возникновении препятствия прониканию охлаждающей жидкости в огнезащитный экран 6 будет осуществляться дальнейшее заполнение емкости 4. Полное заполнение емкости 4 охлаждающей жидкостью приведет к росту давления в ней. В результате возникнет сила, раскрывающая нижний стык между экраном 3 и кромкой емкости 4, при этом происходит мгновенный пролив воды на поверхность экрана 6 через образовавшуюся щель и, как следствие, его насыщение за минимальное время.If there is an obstacle to the penetration of the coolant into the
Для предотвращения распространения пламени из помещения, где возник пожар, в защищаемое помещение, в проходе для экрана 6, выполненном в нижней части корпуса 2, а также в направляющих штангах, в которых организован аналогичный проход, размещается термоуплотнительная лента 7. Термоуплотнительная лента 7 способна расширяться при температуре выше 200°С, заполоняя свободное пространство в проходе для экрана 6. Примечательно, что это происходит при более высокой температуре, чем при начальном насыщении огнезащитного экрана 6 охлаждающей жидкостью. Таким образом, начальное насыщение огнезащитного экрана 6 охлаждающей жидкостью происходит беспрепятственно.To prevent the spread of flame from the room where the fire broke out, into the protected room, in the passage for the
После ликвидации пожара противопожарную преграду возвращают в исходное положение путем наматывания огнезащитного экрана 6 на намоточный вал 3. Вращение вала 3 в этом случае осуществляется с помощью трубчатого мотора.After eliminating the fire, the fire barrier is returned to its original position by winding the
На фиг.2 показан альтернативный вариант выполнения пропиточного узла. При этом на данной фигуре конструктивные элементы, соответствующие аналогичным элементам первого варианта, обозначены теми же ссылочными позициями.Figure 2 shows an alternative embodiment of the impregnating unit. Moreover, in this figure, structural elements corresponding to similar elements of the first embodiment are denoted by the same reference positions.
Согласно данному варианту емкость 4 для охлаждающей жидкости не замкнута, и поэтому на начальной стадии насыщения огнезащитного экрана 6 происходит переполнение емкости 4 и перелив охлаждающей жидкости в нижнюю часть корпуса 2, откуда она попадает на огнезащитный экран 6 через отверстия 10 в зоне прохода для экрана, выполненного в корпусе 2.According to this option, the tank 4 for coolant is not closed, and therefore, at the initial stage of saturation of the
Конструктивное выполнение направляющих элементов, представленных направляющими штангами и роликами-фиксаторами, закрепленными на боковых краях противопожарной преграды, а также зоны примыкания огнезащитного экрана 6 к полу или нижней части проема с применением отсекающей шины могут быть выполнены аналогично традиционным конструкциям.The constructive implementation of the guide elements represented by guide rods and locking rollers fixed on the lateral edges of the fire barrier, as well as the contact area of the
Еще одной важной отличительной особенностью предложенного решения является регулирование расхода охлаждающей жидкости, которое производится путем создания капиллярно-пористой среды с заданными параметрами и/или с помощью средства для регулирования расхода охлаждающей жидкости (не показано), осуществляющего изменение расхода воды при ее подаче в пропиточный узел.Another important distinguishing feature of the proposed solution is the regulation of the flow rate of the coolant, which is done by creating a capillary-porous medium with the given parameters and / or using the means for regulating the flow rate of the coolant (not shown), which changes the flow rate of the water when it is supplied to the impregnating unit .
Для создания капиллярно-пористой среды применяются нетканые рулонные материалы на основе стеклянных, базальтовых или кремнеземных волокон, расположенные между слоями из кремнеземной ткани с поверхностной плотностью 150-600 кг/м2. Слои могут быть скреплены между собой поперечной простежкой. Возможно как чередование слоев из различных материалов, так и сочетание различных волокон в слое. Кроме того, возможно сочетание в слое волокон разного химического состава и разного размера.To create a capillary-porous medium non-woven roll materials based on glass, basalt or silica fibers are used, located between layers of silica fabric with a surface density of 150-600 kg / m 2 . Layers can be fastened together by a transverse stitch. It is possible as the alternation of layers of various materials, and a combination of different fibers in the layer. In addition, a combination in the layer of fibers of different chemical composition and different sizes is possible.
Сочетание промежуточных слоев и состава волокон в пределах каждого слоя выбирается по критериям оптимизации расчетным методом, разработанным на основе математической модели тепломассопереноса в стенке огнезащитного экрана, соответствующего условиям работы противопожарной преграды при пожаре. Далее приводятся математическая модель и критерии оптимизации предлагаемого технического решения.The combination of the intermediate layers and the composition of the fibers within each layer is selected according to optimization criteria by the calculation method developed on the basis of a mathematical model of heat and mass transfer in the wall of the fireproof screen, corresponding to the operating conditions of the fire barrier in case of fire. The following is a mathematical model and optimization criteria of the proposed technical solution.
Регулирование расхода подаваемой в пропиточный узел жидкости (это особенно актуально на начальной стадии пожара, когда значительно изменение воздействующей температуры во времени) может осуществляться в автоматическом режиме по сигналу датчиков температуры, расположенных в нижней части необогреваемой поверхности огнезащитного экрана. В этой зоне температура должна поддерживаться в диапазоне 100-160°С. Окрестность приближения должна определяться экспериментально. Понижение температуры до значений менее 100°С является косвенным признаком вытекания охлаждающей жидкости из экрана. Повышение температуры до значений, превышающих 160°С, свидетельствует о локальной потере теплоизолирующей способности. Регулирование расхода охлаждающей жидкости в этом случае осуществляется путем открытия/закрытия заслонки, установленной на входе в штуцер 5 (фиг.1 - 2). Регулирование расхода охлаждающей жидкости осуществляется таким образом, чтобы температура в любой точке на необогреваемой поверхности огнезащитного экрана была равна температуре испарения воды.The flow rate control of the liquid supplied to the impregnation unit (this is especially true at the initial stage of the fire, when the operating temperature changes significantly over time) can be carried out automatically by the signal of temperature sensors located at the bottom of the unheated surface of the fireproof screen. In this zone, the temperature should be maintained in the range of 100-160 ° C. The proximity of the approximation should be determined experimentally. Lowering the temperature to less than 100 ° C is an indirect sign of leakage of coolant from the screen. An increase in temperature to values exceeding 160 ° C indicates a local loss of heat-insulating ability. The regulation of the flow of coolant in this case is carried out by opening / closing the damper installed at the inlet to the nozzle 5 (Fig.1 - 2). Coolant flow rate control is carried out in such a way that the temperature at any point on the unheated surface of the fire shield is equal to the temperature of water evaporation.
Эффективность предлагаемого технического решения обосновывается математическим моделированием процессов тепломассопереноса в водосодержащей стенке огнестойкого экрана при пожаре.The effectiveness of the proposed technical solution is justified by mathematical modeling of heat and mass transfer processes in a water-containing wall of a fire-resistant screen in case of fire.
Математическая модель строится с принятием допущений, упрощающих решение уравнений тепломассопереноса, но сохраняющих при этом определяющие физические явления.The mathematical model is constructed with assumptions that simplify the solution of heat and mass transfer equations, but preserve the defining physical phenomena.
При моделировании процессов тепломассопереноса рассматривается двумерная область, ограниченная по поперечной координате ξ поверхностями экрана, а по продольной координате η - основанием и высотой экрана. На фиг.3 приведена расчетная схема тепломассопереноса в водосодержащей капиллярно-пористой стенке огнестойкого экрана в режиме непрерывной подачи охлаждающей жидкости, на которой обозначены: I - зона сухого материала; II -фронт испарения; III - зона водосодержащего материала.When modeling heat and mass transfer processes, we consider a two-dimensional region bounded by the transverse coordinate ξ by the surfaces of the screen, and by the longitudinal coordinate η, the base and height of the screen. Figure 3 shows the design scheme of heat and mass transfer in the water-containing capillary-porous wall of the fire-resistant screen in the continuous supply of coolant, which are indicated on: I - zone of dry material; II-evaporation front; III - zone of water-containing material.
Кроме того, на фиг.3 использованы следующие обозначения: qw - плотность теплового потока, поглощенного обогреваемой поверхностью экрана; - массовая скорость испарения охлаждающей жидкости; ξd - координата фронта испарения; Tw - температура обогреваемой поверхности; Тv - температура испарения; Tf - температура пламени; αf - коэффициент конвективной теплоотдачи от продуктов горения к омываемой ими поверхности экрана; εf - излучательная способность пламени; - массовая скорость течения охлаждающей жидкости; ηa - координата границы зоны с адсорбционной жидкостью; та - время достижения границы зоны с адсорбционной жидкостью координаты ηa; w - массовое содержание охлаждающей жидкости; δ - толщина экрана; Δη - размер элементарного слоя по координате η; Δξd - уменьшение проходного сечения для потока охлаждающей жидкости по толщине слоя Δη.In addition, figure 3 uses the following notation: q w is the density of the heat flux absorbed by the heated surface of the screen; - mass rate of evaporation of the coolant; ξ d is the coordinate of the evaporation front; T w - temperature of the heated surface; T v - evaporation temperature; T f - flame temperature; α f is the coefficient of convective heat transfer from the combustion products to the screen surface washed by them; ε f is the emissivity of the flame; - mass flow rate of the coolant; η a is the coordinate of the boundary of the zone with the adsorption liquid; t a - time to reach the boundary of the zone with the adsorption liquid of the coordinate η a ; w is the mass content of the coolant; δ is the thickness of the screen; Δη is the size of the elementary layer along the coordinate η; Δξ d is the decrease in the flow cross section for the flow of coolant along the layer thickness Δη.
Огнестойкий экран подвергается одностороннему огневому воздействию, которое характеризуется наличием непосредственного контакта пламени с обогреваемой поверхностью.The fire-resistant screen is exposed to a one-sided fire effect, which is characterized by the direct contact of the flame with the heated surface.
Охлаждающая жидкость подается в верхнюю часть стенки экрана с массовой скоростью и стекает вниз по порам под действием силы тяжести. Одновременно происходит испарение жидкости, сопровождающееся массопереносом пара в капиллярно-пористой среде стенки в направлении к обогреваемой поверхности. В результате этого образуются две характерные зоны: сухого и водосодержащего материала, на границе которых происходит испарение жидкости. Водосодержащий материал характеризуется массовым содержанием жидкости w.Coolant is supplied to the upper part of the screen wall with mass velocity and flows down the pores by gravity. At the same time, evaporation of the liquid occurs, accompanied by mass transfer of vapor in the capillary-porous wall medium in the direction of the heated surface. As a result of this, two characteristic zones are formed: dry and water-containing material, at the boundary of which liquid evaporation occurs. The water-containing material is characterized by a mass liquid content w.
Протекающие в огнестойком экране физические процессы описываются уравнениями теплопереноса и баланса массы. Результатом их совместного решения является распределение толщины сухого слоя по высоте экрана для равновесного состояния процесса. В данном состоянии израсходованная на испарение жидкость компенсируется ее притоком извне, а распределение толщины сухого слоя по высоте экрана стационарно.The physical processes taking place in a fireproof screen are described by the equations of heat transfer and mass balance. The result of their joint solution is the distribution of the thickness of the dry layer along the height of the screen for the equilibrium state of the process. In this state, the liquid expended on evaporation is compensated by its inflow from the outside, and the distribution of the thickness of the dry layer along the height of the screen is stationary.
Массоперенос охлаждающей жидкости в стенке огнестойкого экрана является результатом протекания двух основных процессов: фильтрации под действием силы тяжести и капиллярного поднятия, обусловленного явлением смачивания и силой поверхностного натяжения жидкости. В рамках разработанной математической модели он описывается выражением для массовой скорости жидкости, полученным на основе формулы Дарси и выражения для определения высоты капиллярного поднятия жидкости в виде:Mass transfer of coolant in the wall of the fire-resistant screen is the result of two main processes: filtration under the action of gravity and capillary lifting, due to the phenomenon of wetting and surface tension of the liquid. Within the framework of the developed mathematical model, it is described by the expression for the mass velocity of the fluid obtained on the basis of the Darcy formula and the expression for determining the height of the capillary rise of the fluid in the form:
где - массовый расход жидкости; kp - коэффициент проницаемости, µ - динамическая вязкость жидкости, ρW - плотность жидкости; hk - высота капиллярного поднятия жидкости; ρ0 - плотность сухого материала стенки экрана; Н - высота экрана.Where - mass flow rate of liquid; k p is the permeability coefficient, µ is the dynamic viscosity of the fluid, ρ W is the density of the fluid; h k is the height of the capillary rise of the liquid; ρ 0 is the density of the dry material of the screen wall; H is the height of the screen.
Управляемым параметром, влияющим на расход жидкости, является коэффициент проницаемости.A controlled parameter that affects fluid flow is the permeability coefficient.
Следует отметить, что коэффициент проницаемости является комплексным показателем, зависящим от химической природы материала и его макроструктуры. Данный показатель целесообразно определять экспериментально для каждого конкретного материала.It should be noted that the permeability coefficient is a complex indicator that depends on the chemical nature of the material and its macrostructure. It is advisable to determine this indicator experimentally for each specific material.
Согласно гипотезе Козени-Кармана, коэффициент проницаемости определяется параметрами капиллярно-пористой структуры материалов стенки экрана в соответствии с выражением вида:According to the Kozeny-Karman hypothesis, the permeability coefficient is determined by the parameters of the capillary-porous structure of the screen wall materials in accordance with an expression of the form:
где Sf - удельная поверхность волокон; k- структурный фактор.where S f is the specific surface of the fibers; k is a structural factor.
Таким образом, для получения необходимого расхода текущей внутри экрана жидкости основными варьируемыми параметрами могут являться: пористость материала экрана, диаметр волокон, а также вязкость подаваемой в экран жидкости.Thus, to obtain the required flow rate of the fluid flowing inside the screen, the main variable parameters can be: porosity of the screen material, fiber diameter, and also the viscosity of the fluid supplied to the screen.
При диапазоне диаметров волокон, образующих применяющиеся в структуре стенки экрана материалы, составляющем 1-15 мкм, коэффициент проницаемости может варьироваться в достаточно широких пределах.When the diameter range of the fibers forming the materials used in the structure of the screen wall is 1-15 μm, the permeability coefficient can vary over a wide range.
Распределение толщины сухого слоя по высоте экрана оптимально, когда вся жидкость, подаваемая в его стенку, расходуется на испарение и не вытекает в окружающее пространство из нижней части экрана. При этом температура в любой точке, расположенной на необогреваемой поверхности экрана, должна быть равна температуре испарения воды, то есть 100°С. Это обеспечивается выполнением условия равенства толщины сухого слоя в крайнем нижнем значении ординаты толщины экрана.The distribution of the thickness of the dry layer along the height of the screen is optimal when all the liquid supplied to its wall is spent on evaporation and does not flow into the surrounding space from the bottom of the screen. Moreover, the temperature at any point located on the unheated surface of the screen should be equal to the temperature of evaporation of water, that is, 100 ° C. This is ensured by the fulfillment of the condition for equality of the thickness of the dry layer in the extreme lower value of the ordinate of the thickness of the screen.
Проведенные в рамках разработанной математической модели расчеты показывают также существенное снижение расхода подаваемой в экран жидкости по сравнению с известными конструкциями противопожарных преград. Минимальные значения могут составлять около 0,005 л/м2.The calculations carried out within the framework of the developed mathematical model also show a significant reduction in the flow rate of liquid supplied to the screen in comparison with the known designs of fire barriers. Minimum values may be about 0.005 l / m 2 .
Описанные выше варианты выполнения противопожарной преграды следует рассматривать только в качестве примерных вариантов. Возможны также различные модификации описанных выше вариантов конструкции, которые также будут очевидны специалистам в данной области техники. Предполагается, что такие варианты выполнения не должны ограничивать предложенное решение, объем которого определяется нижеследующей формулой изобретения.The above options for the implementation of fire barriers should be considered only as exemplary options. Various modifications of the above described design options are also possible, which will also be apparent to those skilled in the art. It is intended that such embodiments do not limit the proposed solution, the scope of which is determined by the following claims.
Claims (12)
при возникновении пожара опускают гибкий огнезащитный экран, выполненный из материала с капиллярно-пористой структурой, для перекрывания проема защищаемого перемещения;
осуществляют подачу охлаждающей жидкости в гибкий огнезащитный экран для создания в его капиллярной структуре парокапельно-воздушной среды, при этом подачу охлаждающей жидкости осуществляют так, чтобы на начальной стадии охлаждающая жидкость проникала в стенку экрана посредством капиллярных явлений и затем, пройдя вглубь на расстояние, равное высоте капиллярного поднятия жидкости, распространялась вниз экрана посредством явления фильтрации под действием своей силы тяжести; и
после этого осуществляют регулирование расхода охлаждающей жидкости таким образом, чтобы температура в любой точке на необогреваемой поверхности огнезащитного экрана была равна температуре испарения воды.1. The method of forming a fire barrier, in which:
when a fire occurs, lower the flexible fireproof screen made of a material with a capillary-porous structure to block the opening of the protected movement;
coolant is supplied into a flexible fireproof screen to create a vapor-droplet-air medium in its capillary structure, while the coolant is supplied so that at the initial stage the coolant penetrates the screen wall by means of capillary phenomena and then, going deeper into the distance equal to the height capillary rise of the liquid, spreading down the screen through the phenomenon of filtration under the action of its gravity; and
after that, the coolant flow rate is controlled in such a way that the temperature at any point on the unheated surface of the fire shield is equal to the temperature of water evaporation.
гибкий огнезащитный экран, выполненный из материала с капиллярно-пористой структурой и размещенный в исходном состоянии внутри корпуса, расположенного в верхней защищенной от огня области защищаемого помещения и имеющего в своей нижней части проход для экрана;
средства для опускания огнезащитного экрана при возникновении пожара; и
пропиточный узел, предусмотренный внутри корпуса для пропитывания огнезащитного экрана охлаждающей жидкостью при его опускании вниз, а также для непрерывного пропитывания экрана после его опускания, где указанный пропиточный узел включает в себя емкость, размещенную внутри корпуса над указанным отверстием для прохода экрана и выполненную с возможностью подачи в нее охлаждающей жидкости, причем огнезащитный экран вплотную прилегает к емкости, образуя одну из ее стенок.8. A fire barrier containing:
a flexible fireproof screen made of a material with a capillary-porous structure and placed in the initial state inside the housing located in the upper area of the room protected from fire and having a passage for the screen in its lower part;
means for lowering the fire shield in case of fire; and
an impregnating assembly provided inside the housing for impregnating the fire-retardant shield with coolant when it is lowered down, as well as for continuously impregnating the shield after lowering it, where said impregnating assembly includes a container located inside the housing above said opening for passage of the screen and configured to supply coolant in it, and the fire-retardant screen is adjacent to the container, forming one of its walls.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129406/12A RU2466761C1 (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Method of forming fire barrier and fire barrier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011129406/12A RU2466761C1 (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Method of forming fire barrier and fire barrier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2466761C1 true RU2466761C1 (en) | 2012-11-20 |
Family
ID=47323116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011129406/12A RU2466761C1 (en) | 2011-07-15 | 2011-07-15 | Method of forming fire barrier and fire barrier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2466761C1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175287U1 (en) * | 2016-11-03 | 2017-11-29 | Владимир Петрович Подковырин | Barrier for protection against fire and smoke |
RU187845U1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-03-19 | Ирина Дмитриевна Сечина | MULTI-LAYERED TRANSFORMABLE FIREBAR |
GB2584713A (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-16 | Smoke & Fire Curtains Ltd | A fire curtain housing |
RU2818238C1 (en) * | 2023-06-26 | 2024-04-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Composite fire-retardant material |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2212759A6 (en) * | 1972-08-03 | 1974-07-26 | Husson Jean | |
CN1216260A (en) * | 1997-11-04 | 1999-05-12 | 李健辉 | Reciprocating water curtain door and window as fire-fighting equipment |
RU2156628C1 (en) * | 1999-07-07 | 2000-09-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД России | Method for creation of fire-fighting curtain |
RU2229910C1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-06-10 | Закрытое акционерное общество "Теплоогнезащита" | Method of reducing action of energy flow, namely light, heat and convective gas flow, fire-proof screen and fire protection device based on the screen |
RU2247584C2 (en) * | 2002-12-30 | 2005-03-10 | Федеральное государственное учреждение Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России | Method for fire curtain creation and screen device |
RU2284202C1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-09-27 | Закрытое акционерное общество "Теплоогнезащита" | Method to attenuate energy flow action, namely light, heat and convective gas flow action, on object to be protected |
-
2011
- 2011-07-15 RU RU2011129406/12A patent/RU2466761C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2212759A6 (en) * | 1972-08-03 | 1974-07-26 | Husson Jean | |
CN1216260A (en) * | 1997-11-04 | 1999-05-12 | 李健辉 | Reciprocating water curtain door and window as fire-fighting equipment |
RU2156628C1 (en) * | 1999-07-07 | 2000-09-27 | Всероссийский научно-исследовательский институт противопожарной обороны МВД России | Method for creation of fire-fighting curtain |
RU2247584C2 (en) * | 2002-12-30 | 2005-03-10 | Федеральное государственное учреждение Всероссийский ордена "Знак Почета" научно-исследовательский институт противопожарной обороны МЧС России | Method for fire curtain creation and screen device |
RU2229910C1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-06-10 | Закрытое акционерное общество "Теплоогнезащита" | Method of reducing action of energy flow, namely light, heat and convective gas flow, fire-proof screen and fire protection device based on the screen |
RU2284202C1 (en) * | 2004-12-30 | 2006-09-27 | Закрытое акционерное общество "Теплоогнезащита" | Method to attenuate energy flow action, namely light, heat and convective gas flow action, on object to be protected |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175287U1 (en) * | 2016-11-03 | 2017-11-29 | Владимир Петрович Подковырин | Barrier for protection against fire and smoke |
RU187845U1 (en) * | 2017-10-13 | 2019-03-19 | Ирина Дмитриевна Сечина | MULTI-LAYERED TRANSFORMABLE FIREBAR |
GB2584713A (en) * | 2019-06-13 | 2020-12-16 | Smoke & Fire Curtains Ltd | A fire curtain housing |
GB2584713B (en) * | 2019-06-13 | 2022-11-02 | Smoke & Fire Curtains Ltd | A fire curtain housing |
RU2818238C1 (en) * | 2023-06-26 | 2024-04-26 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Военный учебно-научный центр Военно-Морского Флота "Военно-морская академия имени Адмирала флота Советского Союза Н.Г. Кузнецова" | Composite fire-retardant material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2466761C1 (en) | Method of forming fire barrier and fire barrier | |
US3877525A (en) | Flame-guard device for isolating and stepping of premises | |
DE2639862C2 (en) | Thermally insulated container for cryogenic liquids | |
CA2592244C (en) | Spray applied building wrap coating material, spray applied building wrap, and building construction assembly | |
CN101072919A (en) | Firewall insulation | |
DE202006001051U1 (en) | Phase change material (PCM) insulation material for buildings | |
RU2433915C2 (en) | Composite plate and method of its drying | |
DE2237287A1 (en) | ACOUSTIC AND THERMAL PROTECTION IN A LIGHTWEIGHT CONSTRUCTION | |
EP0740764B1 (en) | Thermal-insulation/thermal collector assembly | |
Chun | Some experiments on screen wick dry-out limits | |
CN207470047U (en) | A kind of fire resistance rolling shutter door | |
Wallach et al. | Modelling surface runoff contamination by soil chemicals under transient water infiltration | |
JP3933936B2 (en) | Heat shield structure and compartment forming system using the same | |
CN116791749A (en) | Large-span steel concrete beam hanging structure and application method thereof | |
CN222595956U (en) | Steel fire-proof rolling shutter with water cooling device | |
US9200440B2 (en) | Flat, preferably flexible fire protection unit and device for shutting off a room against a fluid, especially an inflammable liquid flowing into the room or out of the room | |
CN116905691A (en) | Wall joint with fireproof function | |
RU2284202C1 (en) | Method to attenuate energy flow action, namely light, heat and convective gas flow action, on object to be protected | |
RU2681677C1 (en) | Method of fire-fighting protection of open gases and a device for its implementation | |
WO1998041285A1 (en) | Heat protection element | |
CN207920463U (en) | Fire resisting shutter | |
JP3203191U (en) | Flameproof curtain and flameproof curtain device | |
JPH0216426B2 (en) | ||
CN114945413A (en) | Disaster prevention device and disaster prevention apparatus | |
Timusk et al. | Mechanism of drainage and capillary rise in glass fibre insulation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150716 |