摘要:随着人类社会发展,对于建筑物的建造水平提出了更高要求,为了能够适应好现代化社会的发展,对于建筑各项性能都提出了高要求,比如说建筑物的防火性能就是其中之一,检测整栋建筑或单一的建筑部品从点火经过设计耐火极限时间观察该建筑或建筑部品是否由于受热作用而引起尺寸或形状方面的任何变化导致实验品失去隔热性、完整性,段时间被称建筑构件耐火实验。事实证明,不同的建筑材料、不同的建筑构件类型、不同的设计方案,在建筑物的耐火试验标准制定下有不同的耐火极限分级。本文通过对国外建筑构件耐火实验标准与实验装置进行了介绍,结合国外有资质的检测机构设备及国际检测标准来说明耐火检测技术的发展。
关键词:建筑部品;耐火构件;耐火实验
一、国外建筑构件耐火实验标准
建筑火灾已成为重大灾害之一,它涉及范围广,业主的财产及人身安全受到重创。在预防火灾之余,人们对建筑性能的要求越来越高,很多发达国家已经开始对本国建筑行业进行相关研究,其中建筑构件的耐火实验工作就是研究之一,通过了大量调研,在适合本地区自然条件的基础之上,进行修订和完善本国的耐火试验标准,这一标准的制定,为国际标准做出了非常积极的贡献,其具体的贡献包括以下几点。
1.1实验条件
国外的建筑屋耐火实验主要是创造接近实际火灾状况的实验条件,这对于建筑物耐火实验的研究起到非常重要的作用,从中分析总结出固定的升温条件,对实验装置起到重要指导作用,并得出实验炉可采用液体或气体燃料达到燃烧温度。国外在做实验条件的过程中进行的升温工作是值得我国借鉴的。
1.1.1标准升温
标准升温是对火灾真实状况的一种反应,当建筑物发生火灾时吗气温都会随着过在蔓延,不断发生变化,从起火点很快波及到四周的室内,在这一过程中,时间与温度的数值是呈比例关系的,但是鉴于不同气候气象条件和各种构建的分布状况,温度与火灾发生时间的关系也有着非常大的不同,其中室内构建的主要因素,包括有室内火灾负荷及其分布,荷载孔隙率与颗粒形状,房间的几何形状,以及房间内部储物品的导热性能等等买这些都对玉火灾事件的蔓延起到非常关键的作用,通过分析发现标准时间和温度关系能够在一定条件下,正确的表达活在温度与火灾时间的相互关系,也可以确定出温度曲线,而目前大多数国家采取的国际标准时间和温度曲线是T=345log10(8t+1),这标准是有很多国家在研究过程中共同制定的,这说明在基本实验条件上,其温度曲率是趋于统一的。
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1.1.2压力条件
炉内压差是指在实验炉内的高度方向存在线性压力梯度,压力随着炉内温度的改变会有轻微的变化,压力差能够预测构建在试验中的完整性,但在试验炉内很难收集到精确地压力差微弱变化,因此在国际标准上对这一标准要求较低。但实验中仍要保持沿炉内高度处每米的压力梯度值为平均值。
1.1.3结束条件
实验结束条件分为三点,第一点以创造接近实际火灾状况来做实验,可能在关键危机状况下威胁到试验工程师的安全或损坏收集数据的精密仪器,该情况下能够结束实验。第二点在达到实验目标判定准则要求后即可结束实验,必须先确认试件完整性、隔热性达到标准要求才准许结束。第三点即为委托方提出结束请求。
1.1.4施加荷载
施加荷载仅为承重构件的实验条件,此类承重构件有承重墙体、承重楼板承重、承重屋面。在试验中分为两类,第一类按照实际构建的设计或计算荷载;第二类则是按照设计的构建所提供的最大荷载值。
1.2测量和观测
1.2.1温度测量
一般而言实验室的温度测量主要采用热电偶测定方式,能够测出建筑部品内部空腔及背火面的温度,对这一温度的测量,技术手段已非常成熟,而且各国均有相关的标准规定,其所不同的是,一些发达国家对标准规定是要对建筑部品内部钢材温度进行测量。
1.2.2物理观察
送检的实验目标是对建筑部品在燃烧过程中的所有变化和发生情况进行记录观察,有且不同的是各国对于观察的侧重点均有所不同,这其实表现在各类构件的相关特性,对抗火灾的完整性和绝热行。建筑部品在受火极限到失去承载能力完全垮塌只有一~二分钟的时间,观察最难的就是判断失去承载能力,这种观察需要反映承载能力的变化现象,需要积累大量经验来总结判断。
二、国外建筑构件耐火实验装置
通过耐火试验标准的制定推演出了相关的测量数据,这对建筑构件耐火实验装置的设计有巨大的贡献。目前采用的装置主要包括有以天然气作为燃料的试验炉,通过在炉内设置感温热电偶,压力检测针等感应器进行相关试验检测。下面介绍国外个别国家和我国的检测机构情况。
2.1英国检测机构实验室
英国的耐火实验装置设立在保险商协会研究所中,其建筑面积大概540平方米,内部设置有自动测温仪表控制室和建筑材料相关实验室,主要包括有立式墙体炉,立式柱炉,卧式梁板炉等。其功能均不相同。立式墙体炉主要是按标准升温曲线对构建进行一侧的温度提升,
背火面则通过自动监测室温以及传导升温程度进行观察,测量破坏程度和弯曲程度。而立式柱炉主要是对两个半圆形的炉体内部温度进行检测,因为柱体的受火面是360度的。最后卧式梁板炉可以有效的来试验建筑物的承重梁和楼板,在试验前会给试件装载不同重量的砝码用来加载模拟结构受力。
2.2美国检测机构实验室
美国的耐火实验装置在国家标准局新建的防火研究所大楼内,该装置综合墙、板、柱三种功能,可对建筑物进行综合的测量。通过天然气的加热升温方式,精密仪器会测量构建内部的温度条件,其所不同的是试验装置的控制系统在大楼的中央控制室遥控操作,其重数值观察的一起较精准,也不必担心人员收到实验的潜在伤害。在美国的耐火实验装置研究所非常多,除去防火研究所外,还包括有保险商实验所,加尼福尼亚大学消防研究室等地区均设立了相关实验点。
2.3我国检测机构实验室
这些耐火实验装置在原理上是能够做普通耐火试验工作的,但是对于一些大型的建筑构件来说,是不足以支撑其发展的。因此,我国在国外传统的耐火装置的基础上进行了各样的改革,在天津、四川等地建立了大型建筑物、建筑构件的试验装置,以适应当前建筑发展的需要。这类实验机构将试验装置的设计思路和设计成型均有优化,首先是占地面积超过110000平方米,并建有燃烧试验馆,综合实验馆,建筑构件耐火试验馆,气体灭火实验馆等其他附属建筑,其次检测温度的测控采用微电子更为先进测控方式,应对的了多种实验要求。但是也有一定缺陷,主要因为我国在耐火实验的研究起步较晚,导致检验方法没有形成严格体系,这说明我国还需要再此基础上不断进行创新,以实现耐火实验的地区适应程度和多种建筑构件的适应程度。
结束语:
通过简单介绍国外接触构件耐火试验标准的试验装置,可以发现各国都非常重视耐火试验的研究,但传统检测办法的检验范围有限,随我国城市化进程不对推进,新型结构房屋的建筑材料不断涌现,建筑构件的品种、规格将会日益增多,这要求我国加快研究工作,逐步形成一套符合我国发展的试验标准,为我国建筑物防火做出巨大的贡献,不断提高我国的综合能力。
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论文作者:王珣
论文发表刊物:《防护工程》2018年第2期
论文发表时间:2018/6/1
标签:耐火论文; 建筑论文; 构件论文; 温度论文; 标准论文; 装置论文; 火灾论文; 《防护工程》2018年第2期论文;