RU2148693C1

RU2148693C1 - Roof of building with hydraulic system

Info

Publication number: RU2148693C1
Application number: RU98121535A
Authority: RU
Inventors: Е.Е. Кирюханцев; А.А. Таранцев
Original assignee: Московский институт пожарной безопасности МВД РФ
Priority date: 1998-11-27
Filing date: 1998-11-27
Publication date: 2000-05-10

Abstract

FIELD: construction engineering. SUBSTANCE: invention can be used in buildings and structures for prolonging service life of roof and ensuring stable water supply at normal operation duty. Installed under roof of building is vessel which is connected atop with ridge beam. Vessel is connected underneath with pipelines which create rigid framework. Waterproofing coating of roof can be connected to rigid framework made of pipelines. Pipelines and lower part of vessel are provided with inserts ensuring supply of water at high temperature or excessive water pressure. Application of aforesaid arrangement ensures higher fire-resistance of roof in case of fire and shorter period of fire suppression due to timely supply of water to space under roof. EFFECT: higher efficiency. 5 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при возведении зданий и сооружений с кровлей, обладающей повышенной прочностью и пожарной безопасностью. The invention relates to the construction and can be used in the construction of buildings and structures with a roof, which has increased strength and fire safety.

Известны здания и сооружения (М. С. Туполев. Конструкция гражданских зданий. М. , Стройиздат, 1968, с. 96), неотъемлемой частью которых является кровля, которая содержит коньковую балку (как правило, деревянную) со стропилами и подкосами. По мере старения и при появлении дополнительных нагрузок (например, снег) коньковая балка может разрушаться, что приводит к провалу кровли и потере ее водозащитных функций. Подобное происходит и при пожаре, когда обгорение коньковой балки приводит к потере ею несущей способности и обрушению кровли со всеми отрицательными последствиями. Buildings and constructions are known (M. S. Tupolev. The construction of civil buildings. M., Stroyizdat, 1968, p. 96), an integral part of which is the roof, which contains a ridge beam (usually wooden) with rafters and struts. As you age and with the appearance of additional loads (for example, snow), the ridge beam can collapse, which leads to a failure of the roof and the loss of its waterproof functions. A similar thing happens in a fire, when the burning of the ridge beam leads to the loss of its bearing capacity and the collapse of the roof with all the negative consequences.

Известны системы пожаротушения зданий и сооружений (Е.А. Кузнецова. Противопожарное снабжение многоэтажных зданий. М., Стройиздат, 1990, с. 22, 23, 28, 29), содержащие на кровле емкости с жидкостью, связанными трубопроводами с запорной арматурой с гидросистемой противопожарного водоснабжения. Known fire extinguishing systems of buildings and structures (EA Kuznetsova. Fire supply of multi-storey buildings. M., Stroyizdat, 1990, p. 22, 23, 28, 29) containing containers with liquid on the roof, connected pipelines with shutoff valves with a hydraulic system fire water supply.

Наиболее близким аналогом является патент США N 3464172 (Н. кл. 52-168, 1969 г. ), представляющий собой плоскостной модуль из трубопроводов, образующих жесткий каркас и снабженных запорной арматурой и спринклерами, а также напорной и отводящей магистралями. The closest analogue is US patent N 3464172 (N. CL. 52-168, 1969), which is a planar module of pipelines forming a rigid frame and equipped with shutoff valves and sprinklers, as well as pressure and discharge lines.

Обеспечивая высокий предел огнестойкости при пожаре за счет охлаждения конструкции и спрыск в подкровельное пространство и помещение воды в случае пожара, такой модуль обладает рядом недостатков:
а) невозможностью образования застойных зон в трубопроводах при пожаре, что чревато нежелательным закипанием воды;
б) невозможностью использования в бытовых целях, например, для подачи в помещение нагретой воды в летнее время;
в) необходимостью использования дополнительных силовых элементов для связывания плоскостных модулей в единый жесткий каркас кровли.Providing a high limit of fire resistance in case of fire due to cooling of the structure and spraying into the under-roof space and placing water in case of fire, this module has a number of disadvantages:
a) the impossibility of the formation of stagnant zones in pipelines in case of fire, which is fraught with undesirable boiling of water;
b) the inability to use for domestic purposes, for example, to supply heated water to the premises in the summer;
c) the need to use additional strength elements for linking planar modules into a single rigid roof frame.

Технической задачей, решаемой данным изобретением, является обеспечение ускоренного тушения кровли при пожаре, а также повышение ее долговечности и прочности с одновременным выполнением функций бытового водоснабжения в обычном (непожарном) режиме. The technical problem solved by this invention is the provision of accelerated extinguishing of the roof in a fire, as well as increasing its durability and strength while fulfilling the functions of domestic water supply in the normal (non-fire) mode.

Данная задача решается за счет того, что кровля здания с гидросистемой, включающая горизонтальную емкость в верхней части, трубопроводы с запорной арматурой, спринклерами, напорной и отводящими магистралями, представляет собой жесткий каркас, образующий коллектор и опирающийся на стены здания, причем трубопроводы снабжены элементами для крепления кровли. Кровля снабжена коньковой балкой, стропилами с подкосами и водозащитным покрытием, причем горизонтальная емкость совмещена с коньковой балкой и имеет в поперечном сечении треугольную или ромбическую форму, обращенную вершиной вниз, либо цилиндрическую форму. Емкость в верхней части снабжена дыхательным клапаном с поплавком. This problem is solved due to the fact that the roof of a building with a hydraulic system, including a horizontal tank in the upper part, pipelines with shutoff valves, sprinklers, pressure and discharge lines, is a rigid frame that forms a collector and rests on the walls of the building, and the pipelines are equipped with elements for roof fastenings. The roof is equipped with a ridge beam, rafters with struts and a water-proof coating, and the horizontal container is combined with the ridge beam and has a triangular or rhombic shape in the cross section, with the apex facing down, or a cylindrical shape. The tank in the upper part is equipped with a breathing valve with a float.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана общая схема гидросистемы применительно к двускатной кровле, на фиг. 2 - разрушаемая вставка трубопровода, на фиг. 3 - поперечный разрез емкости с дыхательным клапаном. The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows a general diagram of a hydraulic system as applied to a gable roof; FIG. 2 - destructible pipe insert, in FIG. 3 is a transverse section through a container with a breathing valve.

Предлагаемая кровля состоит из коньковой балки 1 со стропилами и подкосами, водозащитного покрытия 2 с крепежными элементами, емкости 3 с водой (огнетушащей жидкостью), трубопроводов 4, гидромагистралей 5, 6 и 7 с вентилями 8 и гидроразъемами (фланцами, штуцерами) 9. Емкость 3 и трубопроводы 4 содержат вставки 10 (спринклеры), а емкость 3, кроме того, в верхней части снабжена дыхательным клапаном 11 с поплавком 12. The proposed roof consists of a ridge beam 1 with rafters and struts, a waterproof coating 2 with fasteners, a container 3 with water (extinguishing liquid), pipelines 4, hydraulic lines 5, 6 and 7 with valves 8 and hydraulic sockets (flanges, fittings) 9. Capacity 3 and pipelines 4 contain inserts 10 (sprinklers), and the tank 3, in addition, in the upper part is equipped with a breathing valve 11 with a float 12.

Емкость 3 имеет в поперечном сечении цилиндрическую, ромбическую или треугольную форму (фиг. 3), обращенную вершиной вниз, размещена в верхней части кровли горизонтально, может быть связана с коньковой балкой 1 и в нижней части снабжена вставками 10, установленными, например, с помощью резьбовых соединений (фиг. 2). С нижней частью емкости 3 сообщены трубопроводы 4, которые образуют общий коллектор, содержащий вставки 10 и представляющий собой жесткий каркас (например, такой как показан на фиг. 1), опирающийся нижним периметром на стены зданий или специальные несущие конструкции. С трубопроводами 4 связаны гидромагистрали 5, 6 и 7, причем наклонные трубопроводы 4 могут быть снабжены элементами (например, наваренными уголками) для крепления кровли. Клапан 11 с внутренней стороны содержит поплавок 12, смонтированный таким образом, что обеспечиваются вход - выход воздуха из емкости 3 при неполном ее заполнении водой (огнетушащей жидкостью, далее водой) и закрытие клапана 11 при полном заполнении емкости 3 (фиг. 3). Гидромагистраль 5 через гидроразъем 9 связана с напорной магистралью 13, обеспечивающей заполнение трубопроводов 4 и емкости 3, и может содержать манометр 14 или индикатор давления воды. Форма емкости 3 обеспечивает ее высокую прочность и устойчивость к давлению льда в случае замерзания залитой жидкости. Емкость 3, трубопроводы 4 и гидромагистрали 5, 6 и 7 с вентилями 8 образуют единую гидросистему. The container 3 has a cylindrical, rhombic or triangular shape in cross section (Fig. 3), with its vertex facing down, placed horizontally in the upper part of the roof, can be connected with the ridge beam 1 and provided with inserts 10 installed, for example, with threaded connections (Fig. 2). Pipelines 4 are connected to the lower part of the tank 3, which form a common collector containing inserts 10 and representing a rigid frame (for example, such as shown in Fig. 1), supported by the lower perimeter on the walls of buildings or special supporting structures. Hydraulic lines 5, 6 and 7 are connected to the pipelines 4, and the inclined pipelines 4 can be equipped with elements (for example, welded corners) for attaching the roof. The valve 11 on the inside contains a float 12 mounted in such a way that air inlet and outlet from the tank 3 are provided when it is not filled completely with water (extinguishing liquid, then water) and the valve 11 is closed when the tank 3 is completely filled (Fig. 3). The hydraulic line 5 through the hydraulic connector 9 is connected to the pressure line 13, which ensures the filling of pipelines 4 and capacity 3, and may contain a pressure gauge 14 or an indicator of water pressure. The shape of the tank 3 provides its high strength and resistance to ice pressure in the event of freezing of the liquid. Capacity 3, pipelines 4 and hydraulic lines 5, 6 and 7 with valves 8 form a single hydraulic system.

В исходном положении емкость 3, трубопроводы 4 и гидромагистрали 5, 6, 7 заполнены водой, вентили 8 закрыты, вставки 10 герметично закрывают трубопроводы 4 и днище емкости 3. Связь емкости 3 с коньковой балкой 1 и жесткой каркасной конструкцией из трубопроводов 4 и емкости 3 (фиг. 1) позволяет устанавливать на этой конструкции покрытие 2 с минимальными затратами материалов. Такая кровля длительное время может сохранять свою несущую способность и устойчивость к дополнительным нагрузкам, например, в виде слоя снега. Кроме того, вода в емкости 3 хорошо прогревается в летнее время и может использоваться в бытовых целях, подаваясь в здание через магистраль 7 при открытии соответствующего вентиля 8. Уровень воды при этом может периодически пополняться из напорной магистрали 13 при открытии вентиля 8 гидромагистрали 5. Во избежание несанкционированного разрушения вставок 10 при повышенном давлении воды контроль за ним ведется по манометру 14. Если здание неотапливаемое и не предусматривает наличие в нем людей в зимнее время, то при низкой вероятности пожара вода может быть слита через гидромагистраль 6 путем открытия вентиля 8. In the initial position, tank 3, pipelines 4 and hydraulic lines 5, 6, 7 are filled with water, valves 8 are closed, inserts 10 hermetically close pipelines 4 and the bottom of tank 3. Communication of tank 3 with the ridge beam 1 and a rigid frame structure from pipelines 4 and tank 3 (Fig. 1) allows you to install on this design coating 2 with minimal material costs. Such a roof can retain its bearing capacity and resistance to additional loads for a long time, for example, in the form of a layer of snow. In addition, the water in the tank 3 warms up well in the summer and can be used for domestic purposes, supplied to the building through the line 7 when the corresponding valve 8 is opened. The water level can be periodically replenished from the pressure line 13 when the valve 8 of the hydraulic line 5 is opened. avoid unauthorized destruction of the inserts 10 at high water pressure, it is monitored by a manometer 14. If the building is unheated and does not provide for the presence of people in it in winter, then with a low probability of fire in and can be drained through gidromagistral 6 by opening the valve 8.

В случае возникновения пожара в здании с такой кровлей на первом этапе вода из гидросистемы подается автоматически при термическом разрушении соответствующих вставок 10. При наличии в здании людей организуется дополнительная подача воды из напорной магистрали 13 через гидромагистраль 5 и вентиль 8. В этом случае уровень воды в емкости 3 повышается, поплавок 12 обеспечивает перекрытие клапана 11, давление воды в гидросистеме повышается, что приводит к выбиванию вставок 10 из трубопроводов 4 и интенсивной подаче воды в подкровельное пространство. При прибытии пожарной техники осуществляется подключение к гидромагистралям 6 и 7 рукава 15 автоцистерны через гидроразъемы 9 и после открытия вентиля 8 организовывается интенсивная подпитка гидросистемы. Подобная конструкция кровли обеспечивает высокий предел огнестойкости, снижает риск обрушения и сокращает время тушения пожара. In the event of a fire in a building with such a roof, at the first stage, water from the hydraulic system is automatically supplied when the corresponding inserts 10 are thermally destroyed. If there are people in the building, an additional supply of water from the pressure line 13 via hydraulic line 5 and valve 8. In this case, the water level in capacity 3 increases, the float 12 provides the shutoff of the valve 11, the water pressure in the hydraulic system increases, which leads to knocking out the inserts 10 from the pipelines 4 and intensive water supply to the under-roof about. Upon arrival of the fire fighting equipment, a connection is made to the hydraulic lines 6 and 7 of the sleeve 15 of the tank truck through hydraulic connectors 9 and after opening valve 8, intensive recharging of the hydraulic system is organized. Such a roof design provides a high fire resistance, reduces the risk of collapse and reduces the time to extinguish a fire.

При проведении последующего ремонта здания осуществляется замена поврежденных частей трубопроводов 4 и емкости 3 (например, путем проведения сварочных работ), если таковые повреждения имеют место, замена сработавших вставок 10 и проверка гидросистемы на герметичность. During the subsequent repair of the building, the damaged parts of the pipelines 4 and capacity 3 are replaced (for example, by welding), if any damage occurs, the fired inserts 10 are replaced and the hydraulic system is checked for leaks.

Таким образом, при применении заявляемого изобретения значительно повышается срок службы кровли здания в нормальном режиме эксплуатации, обеспечивается устойчивое снабжение водой, что важно при использовании здания в дачном варианте. Повышается предел огнестойкости кровли в случае пожара и обеспечивается его быстрое тушение в подкровельном пространстве и в самом здании на ранней стадии в автоматическом режиме, а после прибытия пожарного расчета - интенсивной подачей воды. Сводится к минимуму возможность образования в трубопроводах застойных зон и закипания воды при пожаре. Thus, when applying the claimed invention, the service life of the roof of the building in normal operation is significantly increased, a steady supply of water is ensured, which is important when using the building in a summer cottage. The fire resistance of the roof increases in the event of a fire and it is quickly extinguished in the under-roof space and in the building itself at an early stage in automatic mode, and after the arrival of the fire brigade, by an intensive supply of water. The possibility of formation of stagnant zones in pipelines and boiling of water in case of fire is minimized.

Claims

1. The roof of the building with a hydraulic system, including pipelines that form a rigid frame and equipped with shutoff valves and sprinklers, characterized in that it is equipped with a tank placed horizontally in the upper part of the roof, and the lower part is in communication with pipelines, forming with them a common collector, pipelines and the tank is filled with water and have inserts facing the upper floor of the building and designed for destruction for sealing pipelines and tanks from the temperature of the convective column in case of fire or from the rear the value of internal overpressure.

2. The roof according to claim 1, characterized in that it is equipped with a ridge beam, rafters with struts and a waterproof coating with fasteners.

3. The roof according to claim 1, characterized in that the container is made with a ridge beam and has a triangular or rhombic shape in cross section, with the apex facing down.

4. The roof according to claim 1, characterized in that the container has a cylindrical cross section.

5. The roof according to claim 1, characterized in that the container in the upper part is equipped with a breathing valve with a float.

6. The roof according to claim 1, characterized in that the pipelines are equipped with elements for attaching the roof.