ПРОТИВОПОЖАРНАЯ ТЕПЛОСБЕРЕГАЮЩАЯ ОБШИВКА

Предлагаемая обшивка относится к отрасли строительства, занимающейся возведением межкомнатных перегородок, потолков, полов и других ограждающих конструкций в жилых и нежилых помещениях.
Известна трехслойная панель (см., например, патент РФ №2204666, кл. Е04С 2/26), содержащая верхнюю и нижнюю обшивки, соединенные между собой на клею слоем пенополистирола, причем слои пенополистирола скреплены между собой отрезком профилированного листа, вдавленного в торцы стыкуемых слоев пенополистирола. Пенополистирол в известной панели используется для увеличения ее теплоизолирующих качеств.
Недостаток известной трехслойной панели состоит в недостаточной пожарной безопасности, так как полистирол плавится при температуре ниже 100°С и возгорается.
Известны гипсоволокнистые плиты, имеющие хорошие теплоизолирующие и огнестойкие качества (см., например, сборник «Комплектные системы КНАУФ», информационные листы 02/2008, стр.13) и используемые для строительства потолков, полов и перегородок (см. например вышеуказанный сборник, стр.17). В приведенном источнике представлена серия перегородок, где обшивка, располагаемая с обеих сторон металлического каркаса, состоит из одного или нескольких листов. Соответственно, чем больше листов в обшивке, тем меньше теплопроводность и выше огнестойкость перегородки.
За прототип авторами принята противопожарная теплосберегающая обшивка (см. например, сборник «Комплектные системы КНАУФ», информационные листы 02/2008, стр.17, конструкция С362), состоящая из двух гипсоволокнистых листов, устанавливаемых по обе стороны одинарного металлического каркаса. Из таких обшивок, возводится противопожарная теплосберегающая перегородка с пределом огнестойкости до 90 минут. Предел огнестойкости устанавливается по времени достижения одного или последовательно нескольких из следующих признаков предельных состояний (см. Федеральный закон от 22 июля 2008 года №12310/03, «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» ст.35, п.2):
1) потеря несущей способности;
2) потеря целостности,
3) потеря теплоизолирующей способности вследствие повышения температуры на необогреваемой поверхности конструкции до предельных значений.
Иными словами, предел огнестойкости - показатель, определяющий время в минутах от момента начала пожара до выхода конструкции из строя, например до образования сквозных трещин или до повышения температуры на противоположной от огня поверхности порядка 220°С, когда возможно воспламенение органических материалов.
Недостаток обшивки по прототипу состоит в недостаточной огнестойкости, так как при воздействии высокой температуры начинают выгорать волокна макулатуры, которая в гипсовой массе составляет 15/20% (см. например, информационный листок «Гипсоволокнистые плиты», МЦ 16327, Дзержинская типография, 30.09.1985 г), образуются сквозные трещины и лист теряет целостность.
Задачей предложенного авторами технического решения является разработка противопожарной теплосберегающей обшивки с большим пределом огнестойкости.
Технический результат, ожидаемый от использования предложения авторов, состоит в повышении огнестойкости ограждающих конструкций в жилых и нежилых помещениях без уменьшения их тепло и звукоизолирующих качеств.
Указанный технический результат в предлагаемой противопожарной теплосберегающей обшивке, состоящей из одного или нескольких теплоизоляционных листов, достигается за счет того, что на одном или обоих противоположных основаниях листов обшивки нанесено негорючее теплоизоляционное покрытие, выполненное на основе самотвердеющей акриловой композиции с наполнителем в виде полых стеклянных или керамических микросфер.
Благодаря тому, что покрытие на одну или обе широкие поверхности (основания) листов обшивки нанесено из теплоизоляционного материала с малым коэффициентом теплопроводности (см. Приложение к «Сертификату соответствия» №РСС ПР 44Н 00041 ОТ 14.07.2008 г.), то суммарный коэффициент теплопроводности предлагаемой обшивки с покрытием листов будет меньше, чем без покрытия и коэффициент теплопередачи через обшивку уменьшится, и тем самым увеличится предел огнестойкости.
Воспользуемся формулой расчета коэффициента теплопередачи, представленной в книге «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии», авторы Павлов К.Ф. и др. изд. «Химия»,1987 г., стр.168, 175
, где
1
α - коэффициент теплоотдачи от воздуха к обшивке;
2
α - коэффициенты теплоотдачи от обшивки к воздуху;
Σδ - суммарная толщина листов обшивки;
λ - коэффициент теплопроводности материала листов.
1
2
При неизменных коэффициентах теплоотдачи от воздуха к обшивке α и от обшивки к воздуху α изменение коэффициента теплопередачи К через обшивку будет определяться только изменением коэффициента теплопроводности листовых материалов с нанесенным на них покрытием.
Покажем положительную сторону предложения авторов на числовых примерах.
Примем:
- обшивка с каждой стороны перегородки состоит из двух гипсоволокнистых листов.
- толщина одного листа равна 10 мм;
- толщина негорючего теплоизолирующего покрытия равна 1 мм.
1
Вт
0
λ=0,3 /мС - коэффициент теплопроводности материала гипсоволокнистого листа («Комплексные системы КНАУФ», информационные листы 02/2008, стр 13).
2
Вт
0
λ=0,0543 /мС - коэффициент теплопроводности материала покрытия на основе акриловой самотвердеющей композиции (см., Приложение к «Сертификату соответствия №РСС RU ПР44Н00041 от 14.07.2008 г.)
Коэффициент теплопередачи известной по прототипу обшивки:
Коэффициент теплопередачи предлагаемой обшивки:
1
2
Видим, что коэффициент теплопередачи К1 известной по прототипу обшивки в 1,56 раза выше коэффициента теплопередачи К2 предлагаемой обшивки. Пропорционально увеличивается предел огнестойкости предлагаемой обшивки по сравнению с известной по прототипу, так как изменение времени передача тепла от источника огня происходит в данном случае при прочих равных условиях, т.е прежних λ и λ, только за счет изменения теплопроводности гипсоволокнистых листов с покрытием. Так что предел огнестойкости перегородки из предлагаемой обшивки возрастет до 140 минут. Увеличиваются одновременно тепло и звукоизоляционные качества предлагаемой обшивки. Так как теплопроводность покрытия на основе самотвердеющей акриловой композиции с наполнителем в 5,5 раза меньше теплопроводности материала гипсоволокнистого листа, то вместо двух листов в обшивке можно использовать один лист с двухсторонним покрытием толщиной по 1 мм с каждой стороны, это уменьшит вес перегородки, время монтажа, ее стоимость и увеличивается свободный объем помещения.
На прилагаемом чертеже приведен пример выполнения предложенной двухлистовой обшивки.
Двухлистовая противопожарная теплосберегающая обшивка состоит из гипсоволокнистых листов 1 с покрытием 2, выполненным на основе самотвердеющей акриловой композиции с наполнителем в виде стеклянных микросфер.
При выполнении заказа обшивку изготавливают следующим образом.
На ровную поверхность, лучше подогреваемую, кладут гипсовлокнистые листы 1 и ровным слоем необходимой толщины наносят на их поверхность покрытие 2. После полимеризации (схватывания) покрытия 2 листы 1, кладут друг на друга покрытием 2 в одну сторону или встречно и скрепляют друг с другом шурупами (на чертеже не показаны). После этого боковые и торцовые грани обшивки и отверстия с шурупами обрабатывают грунтовкой и шпаклюют. Если листы по размерам и толщине велики и собранная обшивка становится неподъемной, то скрепление листов шурупами производят на месте строительства. Обшивка в зависимости от требуемых пределов огнестойкости может состоять из трех, четырех и большего количества листов с нанесенным на них покрытием. В таких многослойных обшивках внутренние листы могут иметь покрытие на обоих широких сторонах или основаниях (такой термин используется, когда необходимо выделить какие-нибудь две противоположные грани параллепипеда, см., например книгу «Геометрия», изд. «Просвещение», М. 2004 г., стр 25, 2-ой абзац снизу). В многослойных обшивках предлагаемое покрытие позволяет использовать гипсоволокнистые листы меньшей толщины, так как теплоизоляционные параметры в этом случае не пострадают, а вес и стоимость обшивки и перегородки в целом уменьшатся. А можно в многослойных обшивках даже уменьшить количество листов, и все равно и огнестойкость, и теплосберегающие параметры будут значительно выше, чем в известных ранее многослойных обшивках с гипсоволокнистыми листами без покрытия. Прочность покрытия можно увеличить, если по всей поверхности или части поверхности листа перед нанесением или после нанесения покрытия, а лучше до и после нанесения покрытия, разместить сетку из негорючего материала, например из стекловолокна. Негорючесть покрытия обеспечивается рецептурой акриловой композиции «Бутакрил- Тепло», что подтверждается «Отчетом об испытаниях на пожарную опасность» №5 от 12 мая 2009 г.
Испытания на огнестойкость предлагаемой противопожарной теплосберегающей обшивки с различным количеством листов с покрытием предлагаемой композицией будут проведены несколько позднее, когда будут заключены договора на поставку, результаты могут быть сообщены.