Вогнестійка конструкція

Изобретение относится к строительству, а именно к огнестойким строительным конструкциям, и может быть использовано при сооружении промышленных и энергетических объектов. Известна огнестойкая конструкция, включающая несущий металлический элемент, соединенный с волокнистым эластичным матом, пропитанным водой и снабженным огнестойким защитным покрытием в виде затвердевшего после нанесения на наружную поверхность слоя цемента (см. заявку Японии № 6217054, кл. Ε 04 В 1 /94, 1987). В данном решении повышается предел огнестойкости и улучшается те хнологичность изготовления защитного слоя. Однако, для обеспечения повышенной огнестойкости требуется увеличить толщину цементного слоя, что влечет увеличение общей массы конструкции. Это снижает ее несущую способность и, в конечном итоге, огнестойкость. Известна конструкция повышенной огнестойкости, содержащая непрерывный канал для жидкости с входным отверстием на одном конце и выходным - на другом. Отверстия присоединены к устройству, обеспечивающему подачу непрерывного потока жидкости через канал (см. Европатент № 0397941, кл, Ε 04 В 1/94, 1990). Однако такая конструкция обладает рядом недостатков, снижающих надежность работы и огнестойкость, а именно: вероятная утечка жидкости, находящейся в канале под определенным давлением: нарушение непрерывности потока; коррозия стенок. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является огнестойкая конструкция с внутренней полостью, содержащей жидкую среду, и снабженная'"' устройством охлаждения (см. заявку РСТ № 8910517, кл. F 24 D 3/12, 1989). Конструкция выполнена из трубчатых металлических элементов, по которым устройством охлаждения производят циркуляционное движение жидкости, регулирующей температуру конструкции. К недостаткам такой конструкции следует отнести ее недостаточную огнестойкость, что объясняется быстрым нагреванием при пожаре незащищенных огнезащитным слоем труб и циркулирующей в ни х жидкой среды, что приводит к кризису кипения и разрушению конструкции, а также сложность монтажа и эксплуатации, что обусловлено наличие системы принудительной циркуляции охлаждающей жидкой среды по всей длине и направлениям конструкции. В основу изобретения поставлена задача создания достаточно простой конструкции, обладающей высокой огнестойкостью. Поставленная задача решается благодаря тому, что в огнестойкой конструкции с внутренней полостью, содержащей жидкую среду, и снабженной устройством охлаждения, внутренняя полость выполнена замкнутой, часть конструкции покрыта огнезащитным слоем, а устройство охлаждения установлено на участке конструкции без огнезащитного слоя. Кроме того, конструкция может быть снабжена несущим элементом, соединенным с ней через теплопроводящий слой, при этомогнезащитный слой выполнен общим. Выполнение внутренней полости замкнутой позволяет осуществить постоянный теплоотвод из зоны пожара при фазовом преобразовании жидкой среды в пар переносом его к участку, на котором установлено устройство охлаждения, и возвратом конденсирующейся жидкой фазы. Наличие же огнезащитного слоя стабилизирует теплоотводящий эффект. Таким образом обеспечивается устойчивый режим теплоотвода, предотвращающий повышение температуры на несущем участке конструкции до критических значений, ведущи х к потере несущей способности. Возможность же соединения конструкции с несущим элементом через теплопроводящий слой с выполнением общего огнезащитного слоя позволяет применять заявляемый объект практически для любых видов металлических профилей, используемых в качестве несущи х. В результате патентно-информационного поиска не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам изобретения, а из известного уровня техники не выявлено предписываемых этим изобретением преобразований, характеризуемых отличительными существенными признаками, направленными на достижение технического результата Это позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". Техническая сущность и принцип действия заявленного объекта поясняется чертежами. На фиг.1 изображена огнестойкая конструкция в разрезе, снабженная устройством водяного охлаждения; на фиг.2 - то же, с устройством воздушного охлаждения; на фиг.3 - конструкция, соединенная с несущим элементом, аксонометрия. Огнестойкая конструкция 1 включает в себя замкнутую внутреннюю полость 2, содержащую жидкую среду 3. Участок конструкции 1, размещенный в зоне предполагаемого пожара, покрыт огнезащитным слоем 4, а уча-, сток конструкции, свободный от огнезащитного слоя 4, снабжен устройством охлаждения, выполненным в виде, например, насадка 5 с водяной "рубашкой" рециркуляционной подачи воды или в виде радиатора 6 воздушного о хлаждения. Огнестойкая конструкция 1 может быть соединена с несущим элементом 7 через теплопроводящий слой 8. При этом огнезащитный слой 4 наносят таким образом, что он является общим для несущего элемента 7 и огнестойкой конструкции 1. Подводимый к поверхности конструкции 1 во время пожара тепловой поток вызывает нагрев, испарение и кипение содержащейся во внутренней полости 2 жидкой среды 3. Образующийся поток пара перемещается к участк у конструкции 1, снабженному устройством охлаждения. При охлаждении этого участка конструкции происходит конденсация пара и конденсат возвращается к участку конструкции с повышенной температурой. Цикл испарение - конденсация повторяется непрерывно Теплопроводящий слой 8 предназначен для эффективного отвода теплоты от несущего элемента 7 к конструкции 1 Огнезащитный слой 4 обеспечивает уменьшение и стабилизацию теплового потока, поступающего при пожаре к жидкой среде 3. до уровня ниже критического (qκρ ), при котором наступает кризис кипения. Минимальное значение толщины огнезащитного слоя δmin оценивается по формуле где l - коэффициент теплопроводности материала огнезащитного слоя; qкр, Ткр - критическая плотность теплового потока и температура жидкости, при которой наступает кризис кипения, соответственно; Тmах - максимальная температура среды при пожаре. Таким образом создана достаточно простая конструкция, в которой, за счет покрытия огнезащитным слоем небольшой толщины (что уменьшает и стабилизирует результирующий тепловой поток при пожаре), а также снабжения конструкции замкнутой внутренней полостью с жидкой средой и устройством охлаждения, установленным на участке без огнезащитного слоя (что обеспечивает фазовые преобразования жидкой среды на участке нагрева с теплоотводом от нагретого участка к участку с устройством охлаждения без принудительной циркуляции жидкости по всей конструкции), достигается повышенная огнестойкость конструкции по сравнению с известными решениями. Кроме того, заявленное решение применимо при создании конструкций с повышенной огнестойкостью из любых видов металлических профилей,