Россия
Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России
Россия
УДК 539 Строение материи
Представлен комплексный расчетно-экспериментальный метод определения оптимальной толщины огнезащитных вспучивающихся покрытий для стальных строительных конструкций. Разработка метода обусловлена актуальной проблемой проектирования – невозможностью применения стандартных расчетных подходов к вспучивающимся покрытиям из-за резкого изменения их теплофизических характеристик в процессе термического разложения и сложных физико-химических превращений при высокотемпературном воздействии. Предлагаемый алгоритм интегрирует данные синхронного термического анализа, позволяющего исследовать стадии деструкции и тепловые эффекты материала, результаты натурных огневых испытаний образцов с покрытием по стандартному температурному режиму и последующее численное моделирование нестационарного теплового поля в программном комплексе «Elcut». На основе экспериментальных данных получены высокоточные регрессионные полиномиальные модели для ключевых параметров – теплоемкости и теплопроводности покрытия в функции температуры. Верификация методики на реальной конструкции (двутавр 20Б1) показала, что расхождение между расчетным и экспериментальным временем прогрева до критической температуры (500 °C) не превышает 10 %. Полученные результаты демонстрируют практическую ценность метода как эффективной альтернативы дорогостоящим и длительным натурным огневым испытаниям на стадии проектирования огнезащиты.
огнестойкость, вспучивающиеся покрытия, теплофизические характеристики, численное моделирование, синхронный термический анализ
1. Improving the fire-retardant performance of industrial reactive coatings for steel building structures / L. Vakhitova [et al.] // Heliyon. 2024. Т. 10. № 14.
2. Smart Polydimethylsiloxane Materials: Versatility for Electrical and Electronic Devices Applications / X. Yang [et al.] // Advanced Materials. 2025. Т. 37. № 17. С. 2500472.
3. Intumescent coatings for fire resistance of steel structures: Current approaches for qualification and design / D. de Silva [et al.] // Coatings. 2022. Т. 12. № 5. С. 696.
4. Еремина Т.Ю., Уткин С.В. Исследование изменений свойств огнезащитных покрытий интумесцентного типа методом термомеханического анализа // Пожаровзрывобезопасность. 2024. Т. 33. № 2. С. 32–41.
5. Еремина Т.Ю., Уткин С.В. Исследование изменений свойств огнезащитных покрытий интумесцентного типа методом термомеханического анализа // Пожаровзрывобезопасность. 2024. Т. 33. № 2. С. 32–41.
6. Уктамжонов М.М. Применение вспучивающихся огнезащитных покрытий при транспортировке и хранении нефтепродуктов. 2021.
7. Шипицын А.П., Непомилуев А.М., Тюрнина А.Е. Стандартные образцы температуры фазовых переходов (температуры Кюри) на основе алюмели, никеля и силицида железа // Эталоны. Стандартные образцы. 2023. Т. 19. № 2. С. 35–46.
8. Моделирование номограмм прогрева стальных конструкций с огнезащитными покрытиями различной толщины (на воде) / Д.А. Корольченко [и др.] // Пожаровзрывобезопасность. 2022. Т. 31. № 6. С. 30–46.
9. Теплофизические характеристики стали и огнезащитных покрытий при нормированных температурных режимах пожара / В. Голованов [и др.] // Пожары и чрезвычайные ситуации: предотвращение, ликвидация. 2023. № 4. С. 69–78.
10. Романова Е.Б., Евстропьев С.К., Кузнецов А.Ю. Практические задания в системе ELCUT: учеб.-метод. пособие.
