Легкосбрасываемые оконные конструкции со стеклопакетами для газифицированных зданий

Фундаментальные и прикладные исследования в технических науках в условиях перехода предприятий на импортозамещение: проблемы и пути решения. Сборник трудов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием. 2015. С. 472-474.

Романова И.П., Сабенина С.В., Суворова А.А.

ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫЕ ОКОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ СО СТЕКЛОПАКЕТАМИ ДЛЯ ГАЗИФИЦИРОВАННЫХ ЗДАНИЙ

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет

Ключевые слова: легкосбрасываемые оконные конструкции; защита газифицированных зданий от разрушения при взрыве.

Аннотация: В статье рассмотрены проблемы защиты зданий от разрушения при взрыве в газифицированных домах. Рассмотрены преимущества и недостатки применения легкосбрасываемых оконных конструкций при взрыве бытового газа.

Keywords: easyjettisonable window constructions; suggested protection of gasify buildings from destruction in the blast.

Abstract. The article deals with the problem of protecting buildings from destruction for gasify buildings. Discusses the advantages and disadvantages of using easyjettisonable window constructions from the explosion of domestic gas.

Иногда малейшая ошибка при использовании газового оборудования может стать причиной настоящей трагедии. Так, за 2015 год в разных регионах России 15 раз взрывался бытовой газ в жилых газифицированных домах. В подобных ЧП погибли 17 человек, были разрушены десятки квартир. Взрыв газопаровоздушной смеси, которая образовалась после утечки, произошел при наличии какого-то источника зажигания.

В стремлениях защитить здания от разрушений люди различными способами пытаются увеличить прочность его самого, либо прибегают за помощью к таким современным устройствам, как легкосбрасываемые конструкции (изделия, выполняющие функцию противовзрывных предохранительных конструкций, предназначенные для снижения избыточного давления, возникающего при внутренних взрывах парогазопылевоздушных горючих смесей в зданиях и сооружениях).

Первый способ иногда применяют для промышленных взрывоопасных объектов.

Второй способ защиты зданий от взрыва, применимый к жилым газифицированным зданиям, к нам более близок, поэтому целью нашего исследования будет изучение применения легкосбрасываемых конструкций.

Актуальность данной темы бесспорна, поскольку строительные конструкции во многом не рассчитаны на большие горизонтальные нагрузки, поэтому при взрыве газопаровоздушной смеси наблюдается «выпадение» целых панелей или обрушение секций. Но, изучив, как функционируют легкосбрасываемые конструкции, можно понять насколько важно их применение в жилых газифицированных зданиях.

В современных домах, использование стеклопакетов, является приоритетным, ведь они прочны и долговечны. И, это и есть самая главная их проблема, ведь они выдерживают ту нагрузку, которую дает взрыв газопаровоздушной смеси. Стеклопакеты, сами оставаясь целыми, подвергают этим разрушения перегородок, стен, перекрытий.

Разработчики учли этот недостаток стеклопакетов и выпустили на рынок окна, которые называются легкосбрасываемые оконные конструкции со стеклопакетами. Взрывобезопасные окна в случае взрыва сохраняют целостность здания и жизнь людей.

Такие окна оборудованы легкосбрасываемой конструкцией (дополнительной створкой со специальным запорным механизмом) и вертикальной шарнирной осью.

В качестве запорных устройств, освобождающих поворотную сворку, используются пружинные защелки, устанавливаемые по периметру створки. Усилие срабатывания защелок и их количество определяется расчетом, исходя из допустимого максимального давления взрыва.

Расчетное избыточное давление вскрытия окна для запорного устройства принято за 1,5 кПа. Первоначальное давление было взято 0,7 кПа, не учитывающее отрицательную ветровую нагрузку, которая, по действующим нормативным документам, может превышать 0,7 кПа.

Принцип действия легкосбрасываемых конструкций в виде окон состоит в следующем: при взрыве в помещении газопаровоздушной смеси давление увеличивается в 7-8 раз, что приводит к срабатыванию запорного устройства, освобождающего поворотную створку, и она распахивается. При этом продукты сгорания и не сгоревшая взрывная смесь выходят из объема помещения наружу, а максимальные нагрузки на ограждающие конструкции и находящихся вблизи взрыва

людей не превышают допустимых. Человек, находящийся в помещении, слышит лишь «хлопок» вместо громкого взрыва.

Но для правильного срабатывания окон в условиях взрыва, нужно верно рассчитать их размер для определенного помещения. Это связано с тем, что избыточное давление внутри помещения может продолжать нарастать и увеличиться в несколько раз даже после вскрытия окна.

Избыточное давление в помещении зависит от следующих факторов:

- характеристики горючей смеси (состав, скорость нормального горения и т.п.);

- объемно-планировочного решения помещения (вытянутое, кубическое, др.);

- наличия турбулизаторов (учитывается путем введения поправочного коэффициента);

- площади сбросных проемов (как правило, задается проектом);

- инерционности ЛСК (как правило - также исходный параметр);

- избыточного давления вскрытия ЛСК;

- способа освобождения сбросного проема: ЛСК с шарниром, смещаемые ЛСК, обычное остекление.

Так, учитывая все поправки можно рассчитать оптимальный размер окна для помещения.

Таким образом, мы установили, взрывозащитные окна при возникновении повышенного давления внутри помещения вызванного взрывом открываются наружу и выпускают взрывную волну. За счет такого открывания разрушающие свойства взрыва сводятся к минимуму. Окна позволяют решить проблему разрушений при взрывах любой мощности.

Их механизм рассчитан на многократное сбрасывание и обладает следующими особенностями: система открывания срабатывает только при наступлении расчетного случая, исключая вероятность случайного открывания и взлома; исключается возможность травмирования находящихся на улице людей и повреждения техники, так как в конструкции отсутствуют выпадающие элементы.

Поворотная створка или смещаемый элемент легкосбрасываемой оконной конструкции должны быть снабжены ярко - красной этикеткой с четкой предупреждающей надписью: «ВНИМАНИЕ! Открывается наружу. Не наваливаться!».

Единственный недостаток окна с ППУ в том, что они дороже обычных стеклопакетов на 8-18% из-за установленной дополнительной створки. Но устанавливая такие окна, человек

переплачивает не за бесполезную створку, а платит за свою безопасность.

Список литературы

1. Зулпиев С.М., Асамидинов Ф.М., Дуйшоева Г.М. Экспериментальное исследование резин различных марок для установки в шарнирно-рычажной муфте // Синергия. 2016. № 3. С. 8894.

2. Клюев С.В., Клюев А.В. Исследование физико-механических свойств композиционных вяжущих // Успехи современной науки. 2015. №1. С. 21 - 24.

3. Клюев С.В., Клюев А.В. Управление проектными параметрами в задачах оптимального проектирования // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. 2010. № 1. С. 15 - 19.

4. Клюев С.В., Клюев А.В. Оптимальное проектирование стержневой пространственной конструкции // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. 2007. №1 (7). С. 17 - 22.

5. Романов П.С., Романова И.П. Рециклинг отходов металлургической промышленности как способ сбережения природных ресурсов и снижения экологической напряженности // Синергия. 2016. № 2. С. 94-99.

6. Романов П.С., Романова И.П. Возможности использования плазменных технологий для переработки конвертерных шлаков // Синергия. 2016. № 3. С. 95-100.