RU2230869C2 - Transparent fire-resistant structure - Google Patents
Transparent fire-resistant structure Download PDFInfo
- Publication number
- RU2230869C2 RU2230869C2 RU2002122190/03A RU2002122190A RU2230869C2 RU 2230869 C2 RU2230869 C2 RU 2230869C2 RU 2002122190/03 A RU2002122190/03 A RU 2002122190/03A RU 2002122190 A RU2002122190 A RU 2002122190A RU 2230869 C2 RU2230869 C2 RU 2230869C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frame
- fire
- structure according
- glass
- glasses
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Special Wing (AREA)
- Joining Of Glass To Other Materials (AREA)
- Securing Of Glass Panes Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к средствам для защиты от атмосферных и других воздействий, т.е. рамам со специальными приспособлениями для изоляции, а именно огнестойким светопрозрачньм конструкциям, и может быть использовано в качестве огнестойкого остекления различных составляющих противопожарных перегородок и окон.The invention relates to means for protection against atmospheric and other influences, i.e. frames with special devices for insulation, namely fire-resistant translucent structures, and can be used as fire-resistant glazing of various components of fire walls and windows.
В соответствии с ГОСТ 30247.0-94 "Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования" предельным состоянием для ограждающей противопожарной конструкции являются:In accordance with GOST 30247.0-94 "Building constructions. Fire resistance test methods. General requirements", the limiting state for a fire fighting structure is:
- потеря теплоизолирующей способности (I) вследствие превышения температуры на не обогреваемой стороне конструкции более 220°С;- loss of heat-insulating ability (I) due to excess temperature on the unheated side of the structure more than 220 ° C;
- потеря целостности (Е) в результате образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на не обогреваемую сторону проникают продукты горения или пламя.- loss of integrity (E) as a result of the formation of through cracks or holes in the structure through which combustion products or flame penetrate the unheated side.
Кроме того, в ГОСТ 30247.0-94 обращается внимание на важность условий крепления рам в проемах стен и в стыковочных узлах, так как при температурах 730-875°С линейное расширение стального каркаса рамы составляет 13-14 мм на один погонный метр и в случае жесткого и без зазора крепления рамы по периметру в проеме стены прогиб переплетов рамы может достигать 70 мм. Подобные деформации рамы приводят в конечном итоге к разрушению огнестойких стеклоконструкций.In addition, GOST 30247.0-94 draws attention to the importance of the conditions for mounting frames in wall openings and in connecting nodes, since at temperatures of 730-875 ° C the linear expansion of the steel frame of the frame is 13-14 mm per linear meter in the case of hard and without a clearance for fixing the frame around the perimeter in the wall opening, the deflection of the frame bindings can reach 70 mm. Such deformation of the frame ultimately leads to the destruction of fire-resistant glass structures.
Таким образом, для того чтобы обеспечить выполнение противопожарной конструкцией требований по теплоизолирующей способности и потери целостности до значений - EI 60 при огневом воздействии, необходимо использовать конструкцию огнестойкой рамы с высокой теплоизолирующей способностью и малой деформацией при огневом воздействии.Thus, in order to ensure that the fire-resistant design meets the requirements for heat-insulating ability and loss of integrity up to the values - EI 60 under fire exposure, it is necessary to use the design of a fire-resistant frame with high heat-insulating ability and low deformation under fire exposure.
Известна огнестойкая конструкция, включающая в себя огнестойкое остекление и раму (см. патент Франции №2367180, МПК В 32 В 17/00, Е 06 В 5/16, опубл. 05.05.1978 г.), состоящая из нескольких видов огнестойкого остекления и нескольких конструкций рам, включающих в себя металлический профиль, представляющий из себя металлическую трубу с односторонним или двухсторонним фальцем и металлическую накладку, прикрепляемую к металлической трубе. Известная конструкция обеспечивает предел огнестойкости по Е 30 минут.Known fire-resistant design, which includes fire-resistant glazing and a frame (see French patent No. 2367180, IPC 32
Недостатками известной конструкции является то, что она не обладает необходимой теплоизолирующей способностью из-за наличия цельного металлического профиля, имеющего большую теплопроводность, чем стеклянная составляющая конструкции. Кроме того, в известном техническом решении не предусмотрен крепеж рамы в строительный проем, который бы учитывал линейное расширение металлической рамы при воздействии высоких температур.The disadvantages of the known design is that it does not have the necessary heat-insulating ability due to the presence of a solid metal profile having greater thermal conductivity than the glass component of the structure. In addition, the well-known technical solution does not provide frame fasteners in the building opening, which would take into account the linear expansion of the metal frame when exposed to high temperatures.
Известен огнестойкий строительный элемент (см. патент ЕР №0927809, МПК Е 06 В 5/16, Е 06 В 3/263, опубл. 07.07.1999 г.), содержащий, по крайней мере, один огнестойкий стеклоблок, рамку в виде алюминиевого профиля, тепловой изолятор. Полость в профиле заполнена слоистой конструкцией из гипса и материала с высокой температурой плавления. Стекло скреплено с профилем с помощью специальных зажимов.Known fire-resistant building element (see patent EP No. 0927809, IPC E 06 B 5/16, E 06
Однако из-за выполнения зажимами нескольких функций, а именно крепления стекла и температурного компенсатора, снижается надежность огнестойкого строительного элемента, так как для минимизации температурного воздействия зажима на стекло путем передачи тепла необходимо уменьшать площадь соприкосновения зажима и стекла. В известном изобретении это осуществлено за счет уменьшения размеров зажима и выполнения в них специальных щелей. Однако подобное выполнение зажимов не приводит к достаточному снижению температуры зажимов за счет сброса тепла в окружающую среду и, кроме того, способствует снижению прочности зажимов, что особенно проявляется при воздействии высоких температур в течение длительного времени и приводит к снижению прочности самого огнестойкого элемента.However, due to the clamps performing several functions, namely, fixing the glass and the temperature compensator, the reliability of the fire-resistant building element is reduced, since in order to minimize the temperature effect of the clamp on the glass by heat transfer, it is necessary to reduce the contact area between the clamp and the glass. In the known invention, this is done by reducing the size of the clamp and making them special slots. However, such a design of the clamps does not lead to a sufficient decrease in the temperature of the clamps due to heat release to the environment and, in addition, helps to reduce the strength of the clamps, which is especially manifested when exposed to high temperatures for a long time and leads to a decrease in the strength of the fire-resistant element itself.
Известен огнестойкий элемент (см. патент ЕР №0785334, МПК Е 06 В 5/16, опубл. 23.07.1997 г.), содержащий алюминиевый профиль, поддерживающий огнестойкий стеклопакет. Поперечные стены полостей профиля снабжены U-образными зажимами для фиксации ленты из прочного материала с низкой теплопроводностью, отделяющей полости профиля. При этом в профиле образуются отсеки, которые заполнены огнеупорным материалом.Known fire-resistant element (see patent EP No. 0785334, IPC E 06 5/16, publ. 07.23.1997), containing an aluminum profile that supports fire-resistant glass. The transverse walls of the profile cavities are equipped with U-shaped clamps for fixing the tape of a durable material with low thermal conductivity separating the profile cavities. In this case, compartments are formed in the profile, which are filled with refractory material.
Недостатком известной конструкции является дороговизна и сложность выполнения элементов профиля, компенсирующих температурное воздействие. Кроме того, лента и огнеупорный материал не позволяют в полной мере осуществить сброс тепла в окружающую среду, что приводит к ограничению их функциональных возможностей как огнеупорных элементов.A disadvantage of the known design is the high cost and complexity of the implementation of the profile elements that compensate for the temperature effect. In addition, the tape and refractory material do not allow the complete discharge of heat into the environment, which leads to a limitation of their functionality as refractory elements.
Также известна огнестойкая конструкция со стеклом (см. патент США №5628155, МПК Е 06 В 3/30, опубл. 13.05.1997 г.), включающая раму и каркас жесткости для поддержания стекла, U-образный металлический профиль, контактирующий со стеклом через прокладку с низкой теплопроводностью, теплоизолирующий материал, размещенный между каркасом жесткости и металлическим профилем. При этом U-образный металлический профиль поглощает тепло с одной стороны конструкции и рассеивает ее в окружающую среду с другой стороны, выполняя роль компенсатора высоких температур, снижающего воздействие высоких температур на стекло.Also known fire-resistant design with glass (see US patent No. 5628155, IPC E 06
Недостатком известной конструкции является то, что при повреждении U-образного профиля от длительного воздействия высоких температур частично разрушается посадочное место под стекло, приводя к преждевременному разрушению конструкции стеклоблока.A disadvantage of the known design is that if the U-profile is damaged from prolonged exposure to high temperatures, the seat under the glass is partially destroyed, leading to premature destruction of the glass block structure.
Известен огнестойкий стеклоблок (см. патент США №3974316, МПК В 32 В 17/06, опубл. 10.08.1976 г.), состоящий из двух одинаковых наборов стекол, каждый из которых состоит из трех силикатных стекол толщиной 3 мм. При этом внешнее стекло в каждом наборе отделено от других стекол поливинилбутиральным пленочным слоем толщиной 0,76 мм, к которому примыкает стекло с прослойкой геля на основе жидкого стекла. Наборы стекол соединены между собой через распорные элементы, приклеенные к стеклам, причем нижний распорный элемент заполнен силикагелем. Силикагель служит для высушивания воздуха, находящегося внутри пространства между группами стекол.Known fire-resistant glass block (see US patent No. 3974316, IPC B 32 In 17/06, publ. 08/10/1976), consisting of two identical sets of glasses, each of which consists of three silicate glasses with a thickness of 3 mm In this case, the outer glass in each set is separated from other glasses by a polyvinyl butyral film layer 0.76 mm thick, to which glass with a layer of gel based on liquid glass adjoins. The sets of glasses are interconnected via spacers glued to the glasses, the lower spacer being filled with silica gel. Silica gel is used to dry the air inside the space between the groups of glasses.
Недостатком данной конструкции является то, что примененная поливинилбутиральная пленка при высоких температурах является дополнительным источником разрушения конструкции и повышения ее пожароопасности за счет возгорания продуктов деструкции и выделения токсичных газов.The disadvantage of this design is that the applied polyvinyl butyral film at high temperatures is an additional source of destruction of the structure and increase its fire hazard due to ignition of degradation products and the release of toxic gases.
Известен также огнестойкий стеклоблок (см. патент США №5698277, МПК Е 06 В 3/24, В 27 N 9/00, опубл. 16.12.1997 г.), состоящий из двух предварительно термически обработанных стеклянных пластин толщиной 5 мм, соединенных через распорный вкладыш на расстоянии 12 мм липкими материалами, например, бутилом, с образованием между ними полого пространства, заполненного гидрогелем, содержащим растворимую в воде соль. Грани между стеклами заполнены герметизирующей композицией, например, полисульфидом. Новизна изобретения заключается в том, распорные детали содержат огнестойкий материал с коэффициентом теплопроводности более 2,326 Вт/метр·К, например, керамические стержни или полосы силикатного стекла - толщиной 4 мм. Это позволяет достичь более низкой теплопроводности у распорных деталей по сравнению с металлическими деталями, что приводит к задерживанию распространения тепла и позволяет производить стеклопластины меньшей толщины без потери качества огнестойкости.Fire-resistant glass block is also known (see US patent No. 5698277, IPC E 06
Недостатком известной конструкции является то, что при температурах 200-250°С стеклоблок теряет целостность, при этом возможно вытекание гидрогеля из пространства между стеклами.A disadvantage of the known design is that at temperatures of 200-250 ° C, the glass block loses its integrity, while it is possible for the hydrogel to leak out of the space between the glasses.
Известен огнестойкий стеклопакет (см. патент ЕР №0970930, МПК С 03 С 27/12, В 32 В 17/10, опубл. 12.01.2000 г.), состоящий из двух стекол толщиной 6 мм, разделенных на расстоянии 12 мм. Между стеклами находится промежуточный гидрогелевый слой. Стекла жестко скреплены слоем силиконового каучука, слоем пенящегося вещества и слоем герметичного клея. Слой из пенящегося материала содержит органические и неорганические вещества, например соли и окиси, выделяющие летучие составляющие (водяной пар, аммиак, двуокись серы и/или борной кислоты) при нагревании. Промежуточный гелевый слой содержит 30-55% диоксида кремния, 16% окиси щелочного металла и до 60% воды. При нагревании слой пенящегося вещества расширяется в сторону пустого пространства и, вытесняя слой герметичного клея, заполняет это пространство. Новизна изобретения заключается в том, что гель расширяется на введенный в конструкцию силиконовый каучук, который в силу своей гибкости компенсирует механическое воздействие на деформирующееся при нагревании стекло.Known fire-resistant glass (see patent EP No. 0970930, IPC C 03 C 27/12, 32
Недостатком известной конструкции огнестойкого стеклопакета является неоднозначность поведения герметизирующих слоев, так как их деструкция наступает при 400°С, а прослойка геля в это время еще не вспенивается по всему объему и может наблюдаться его вытекание, что снижает целостность конструкции. Кроме того, деструкция вспенивающегося слоя идет с выделением ядовитых веществ.A disadvantage of the known design of a fire-resistant double-glazed window is the ambiguity of the behavior of the sealing layers, since their destruction occurs at 400 ° C, and the gel layer at this time has not yet foamed throughout the volume and its leakage can be observed, which reduces the integrity of the structure. In addition, the destruction of the foaming layer comes with the release of toxic substances.
Ближайшим аналогом заявляемого технического решения является известная огнестойкая светопрозрачная ограждающая конструкция (см. патент РФ №2146752, МПК Е 06 В 3/66, опубл. 20.03.2000 г.), содержащая раму в виде металлического каркаса с одной или более ячейками, в каждой из которых расположен стеклопакет, выполненный в виде двух и более многослойных стекол, размещенных на расстоянии друг от друга при помощи распорок из алюминиевого штапика, причем многослойные стекла выполнены из двух и более силикатных термоупрочненных стекол, между которыми расположены прослойки из полимерного материала, при этом стеклопакет выполнен газонаполненным. Металлический каркас выполнен из стального профиля с огнезащитным покрытием.The closest analogue of the claimed technical solution is the well-known fire-resistant translucent enclosing structure (see RF patent No. 2146752, IPC E 06
Недостатком известной огнестойкой ограждающей конструкции является сложность конструкции из-за применения в стеклопакете многослойных стекол и металлических распорок между ними, что увеличивает вес и размер стеклопакета и конструкции в целом. Кроме того, в конструкции применяются полимерные композиции, которые, деструктируя, выделяют дым и ядовитые вещества. При повреждении профиля от длительного воздействия высоких температур частично разрушается посадочное место под стеклопакет, приводя к преждевременному разрушению конструкции стеклопакета. Известная огнестойкая светопрозрачная конструкция не является законченным конструктивным элементом, а собирается непосредственно в раму из отдельных элементов, что усложняет применение огнестойких конструкций и дополнительно приводит к их удорожанию.A disadvantage of the known fire-resistant building envelope is the complexity of the design due to the use of laminated glass and metal spacers between them in the glass packet, which increases the weight and size of the glass packet and the structure as a whole. In addition, polymer compositions are used in the construction, which, while destructing, emit smoke and toxic substances. If the profile is damaged from prolonged exposure to high temperatures, the seat under the glass packet is partially destroyed, leading to premature destruction of the glass packet design. The known fire-resistant translucent structure is not a complete structural element, but is assembled directly into the frame from individual elements, which complicates the use of fire-resistant structures and additionally leads to their cost increase.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в разработке огнестойкой светопрозрачной противопожарной конструкции, характеризующейся высокой теплоизолирующей способностью и огнестойкостью, при ее низкой стоимости.The problem to which the invention is directed, is to develop a fire-resistant translucent fire-fighting structure, characterized by high heat-insulating ability and fire resistance, at its low cost.
Технический результат заключается в обеспечении малых весовых характеристик стеклопакета за счет уменьшения толщины стеклопакета, предотвращение деформации рамы огнестойкой конструкции и снижение воздействия рамы на огнестойкий стеклопакет при температурах более 800°С с обеспечением у конструкции теплоизолирующей способности и огнестойкости EI 60 по ГОСТ 30247.0-94.The technical result is to ensure low weight characteristics of the glass by reducing the thickness of the glass, preventing deformation of the frame of the fire-resistant structure and reducing the impact of the frame on the fire-resistant glass at temperatures above 800 ° C, ensuring the design's heat-insulating ability and fire resistance EI 60 according to GOST 30247.0-94.
Поставленная задача решается тем, что в огнестойкую светопрозрачную конструкцию, содержащую раму в виде каркаса, в которой расположен многокамерный стеклопакет, выполненный из силикатных стекол, размещенных на расстоянии друг от друга при помощи распорок, при этом свободное пространство между стеклами выполнено газонаполненным, согласно изобретению дополнительно введены внешняя рама в виде каркаса, по крайней мере, один элемент сочленения рам, внутренняя рама для размещения стеклопакета дополнительно снабжена накладками, при этом стеклопакет размещен между накладками и каркасом внутренней рамы, элемент сочленения рам выполнен в виде кронштейна, который жестко прикрепляется к внешней раме и по скользящей посадке - к внутренней раме, между внутренней и внешней рамами выполнен зазор, каркас внутренней рамы соединен с накладками через термомост, выполненный в виде втулок, при этом стеклопакет состоит, по крайней мере, из пяти стекол, последовательно соединенных распорками в виде рамок, на соседние поверхности двух стекол, расположенных с обеих сторон стеклопакета, нанесен слой огнезащитного полимерного материала, причем пространство между стеклами от граней стекол до рамки по периметру заполнено герметиком, при этом герметик и рамка, расположенные между двумя стеклами с обеих сторон стеклопакета, разделены слоем водонепроницаемого полимерного материала.The problem is solved in that in a fireproof translucent structure containing a frame in the form of a frame, in which a multi-chamber double-glazed window is made, made of silicate glasses placed at a distance from each other by means of spacers, while the free space between the glasses is gas-filled, according to the invention additionally introduced an external frame in the form of a frame, at least one element of the articulation of the frames, the inner frame for accommodating the double-glazed window is additionally equipped with overlays, while a double-glazed window is placed between the overlays and the frame of the internal frame, the articulation element of the frames is made in the form of a bracket that is rigidly attached to the external frame and, on a sliding fit, to the internal frame, a gap is made between the internal and external frames, the frame of the internal frame is connected to the overlays via a thermal bridge made in the form of bushings, while the double-glazed window consists of at least five glasses, connected in series by struts in the form of frames, on the adjacent surfaces of two glasses located on both sides of the double-glazed window, A layer of fire-retardant polymer material is provided, and the space between the glasses from the glass faces to the perimeter frame is filled with sealant, while the sealant and the frame located between two glasses on both sides of the glass packet are separated by a layer of waterproof polymer material.
Предпочтительно, чтобы каркас внутренней рамы был выполнен из замкнутого прямоугольного профиля, а величина зазора между стороной каркаса внутренней рамы и внешней рамой была выбрана из расчета не менее 7 мм на один метр длины рассчитываемой стороны каркаса внутренней рамы.Preferably, the frame of the inner frame was made of a closed rectangular profile, and the gap between the side of the frame of the inner frame and the outer frame was selected based on at least 7 mm per meter of length of the calculated side of the frame of the inner frame.
Целесообразно элементы крепления рам между собою выполнить в виде Т-образного кронштейна, полка которого крепится на внешнюю раму, а ножка входит в отверстие каркаса внутренней рамы, без жесткого механического крепления к последней, при этом ножка Т-образного кронштейна может быть выполнена в виде стержня или стальной полосы, а шаг установки Т-образного кронштейна по внутреннему периметру внешней рамы был выбран в диапазоне от 200 до 500 мм.It is advisable to fasten the frames to each other in the form of a T-shaped bracket, the shelf of which is mounted on the external frame, and the leg enters the hole in the frame of the inner frame, without rigid mechanical fastening to the latter, while the leg of the T-shaped bracket can be made in the form of a rod or steel strip, and the installation step of the T-shaped bracket along the inner perimeter of the outer frame was selected in the range from 200 to 500 mm.
Крепление стеклопакета между каркасом и накладками внутренней рамы может быть осуществлено через прокладки из термостойкой резины, при этом длина втулок выбрана из расчета: толщина стеклопакета плюс две толщины прокладок, толщина которых составляет не менее 3 мм, а диаметр втулок составляет от 15 до 20 мм, причем шаг установки втулок по периметру каркаса внутренней рамы может быть выбран в диапазоне от 150 до 200 мм.The double-glazed window can be fixed between the frame and the linings of the inner frame through gaskets made of heat-resistant rubber, while the length of the bushings is selected from the calculation: the thickness of the double-glazed window plus two thicknesses of gaskets, the thickness of which is at least 3 mm, and the diameter of the bushings is from 15 to 20 mm, moreover, the step of installing bushings around the perimeter of the frame of the inner frame can be selected in the range from 150 to 200 mm.
Рамки многокамерного огнестойкого стеклопакета предпочтительно выполнять из двухсторонней клеящей ленты на вспененной основе, а в качестве герметика использовать высокотемпературную клеящую мастику, при этом в качестве водонепроницаемого полимерного материала может быть использован термопластичный синтетический каучук в виде шнура.The frames of a multi-chamber fire-resistant double-glazed window are preferably made of double-sided adhesive tape on a foam basis, and high-temperature adhesive mastic is used as sealant, while thermoplastic synthetic rubber in the form of a cord can be used as a waterproof polymer material.
В качестве огнезащитного полимерного материала может быть использован огнезащитный модифицированный раствор водного силиката натрия.As a flame retardant polymer material, a flame retardant modified solution of aqueous sodium silicate can be used.
Целесообразно, чтобы толщина слоя полимерного покрытия из огнезащитного материала составляла не более 40 мкм.It is advisable that the thickness of the layer of polymer coating of flame retardant material is not more than 40 microns.
В качестве модификатора раствора водного силиката натрия целесообразно использовать раствор многоатомного спирта с содержанием в общем объеме раствора водного силиката натрия не более 1%. Кроме того, в качестве модификатора раствора водного силиката натрия дополнительно может быть использован раствор моно- и дисахаридов с содержанием в общем объеме раствора водного силиката натрия не более 1%. Плотность модифицированного раствора водного силиката натрия составляет 1,12-1,16 г/см3 и регулируется загустителем, в качестве которого предпочтительно использовать одноатомный алифатический спирт С2-С4.As a modifier of a solution of aqueous sodium silicate, it is advisable to use a solution of polyhydric alcohol with a content in the total volume of a solution of aqueous sodium silicate of not more than 1%. In addition, a solution of mono- and disaccharides with a content in the total volume of a solution of aqueous sodium silicate of not more than 1% can additionally be used as a modifier of a solution of aqueous sodium silicate. The density of the modified solution of aqueous sodium silicate is 1.12-1.16 g / cm 3 and is regulated by a thickener, which is preferably used monohydroxy aliphatic alcohol C 2 -C 4 .
Предпочтительно, чтобы стеклопакет был выполнен симметричным относительно плоскости, проходящей параллельно большей по площади грани стеклопакета через середину меньшего ребра меньшей по площади грани стеклопакета, а силикатные стекла были выполнены толщиной не менее 4 мм, при этом расстояние между соседними стеклами в стеклопакете составляло от 1 до 2 мм, а расстояние между краем стекла и двухсторонней клеящей лентой в стеклопакете по периметру находилось в диапазоне от 15 до 17 мм.Preferably, the double-glazed window was made symmetrical with respect to a plane parallel to the larger face of the double-glazed window through the middle of the smaller edge of the smaller face of the double-glazed window, and silicate glasses were made not less than 4 mm thick, while the distance between adjacent glasses in the double-glazed window was from 1 2 mm, and the distance between the edge of the glass and the double-sided adhesive tape in the double-glazed window along the perimeter was in the range from 15 to 17 mm.
Введение внешней рамы в огнестойкую светопрозрачную конструкцию, расположение внутренней рамы для размещения стеклопакета и внешней рамы с компенсационным зазором, выполнение внутренней рамы с термомостом, связывающим каркас и накладки, в которых расположен стеклопакет, а также выполнение элемента сочленения внешней и внутренней рамы в виде кронштейна с креплением его к внутренней раме по скользящей посадке, позволяют предотвратить деформацию огнестойкой светопрозрачной конструкции при длительном действии высоких температур и снизить механическое воздействие внутренней рамы на стеклопакет. Так как при соприкосновении внешней рамы с бетонной или кирпичной стеной происходит рассеивание тепла, при этом она не нагревается до температуры, приводящей к ее деформации, а каркас внутренней рамы и стеклопакет разогреваются со скоростью, соизмеримой скорости подъема температуры среды, вследствие чего внутренняя рама расширяется в образуемый за счет введения внешней рамы компенсационный зазор и не деформируется. При этом выполнение каркаса внутренней рамы и накладок, разделенных термомостом, уменьшает площадь теплового контакта, вследствие чего температура на необогреваемой поверхности стеклопакета и на накладках в несколько раз меньше температуры обогреваемой поверхности стеклопакета, что не приводит к перегреву накладок и разрушению целостности рамы. Выполнение стеклопакета с огнезащитным полимерным покрытием поверхностей стекол, например, модифицированным раствором водного силиката натрия позволяет ограничить тепловое воздействие на каждое последующее стекло по отношению к обогреваемому. При этом для соответствия требованиям ГОСТ 30247.0-94 достаточно использовать стеклопакет толщиной в 2 раза меньше по сравнению с толщиной стеклопакета у прототипа, что значительно уменьшает общий вес конструкции и снижает ее стоимость.The introduction of the outer frame in a fireproof translucent structure, the location of the inner frame to accommodate the double-glazed window and the outer frame with a compensation gap, the implementation of the inner frame with a thermal bridge connecting the frame and the lining, in which the double-glazed window is located, as well as the joint element of the outer and inner frames in the form of a bracket with by attaching it to the inner frame along a sliding fit, they prevent the deformation of a fire-resistant translucent structure with prolonged exposure to high temperatures and lower it mechanical action on the inside of the frame glazing. Since heat is dissipated when the outer frame contacts a concrete or brick wall, it does not heat up to the temperature leading to its deformation, and the frame of the inner frame and the glass packet are heated at a rate commensurate with the rate of rise in the temperature of the medium, as a result of which the inner frame expands into the compensation gap formed by the introduction of the external frame is not deformed. In this case, the implementation of the frame of the inner frame and the plates separated by a thermal bridge reduces the thermal contact area, as a result of which the temperature on the unheated surface of the glass unit and on the plates is several times lower than the temperature of the heated surface of the glass unit, which does not lead to overheating of the plates and the destruction of the integrity of the frame. The execution of a double-glazed unit with a fire-retardant polymer coating of the glass surfaces, for example, with a modified solution of aqueous sodium silicate, makes it possible to limit the thermal effect on each subsequent glass in relation to the heated glass. Moreover, to meet the requirements of GOST 30247.0-94, it is sufficient to use a double-glazed window with a thickness of 2 times less than the thickness of a double-glazed window of the prototype, which significantly reduces the total weight of the structure and reduces its cost.
Изобретение иллюстрируется следующими чертежами, где на фиг.1 показан фрагмент огнестойкой светопрозрачной конструкции, общий вид в аксонометрии с частичным разрезом; фиг.2 - поперечный разрез огнестойкой светопрозрачной конструкции, расположенной в строительном проеме; на фиг.3 - фрагмент огнестойкой светопрозрачной конструкции, расположенной в строительном проеме, вид спереди, с местным разрезом узла монтажа внешней рамы в строительный проем и узла крепления внешней и внутренней рам между собой (в увеличенном масштабе); на фиг.4 - поперечный разрез стеклопакета (в увеличенном масштабе).The invention is illustrated by the following drawings, in which figure 1 shows a fragment of a fire-resistant translucent structure, a General view in perspective of a partial cutaway; figure 2 is a cross section of a fire-resistant translucent structure located in a building opening; figure 3 is a fragment of a fire-resistant translucent structure located in a building opening, a front view, with a local section, of an assembly unit for mounting an external frame in a building opening and a unit for attaching the external and internal frames to each other (on an enlarged scale); figure 4 is a cross section of a double-glazed window (on an enlarged scale).
Позиции на чертежах обозначают следующее: 1 - внешняя рама; 2 - каркас внутренней рамы; 3 - накладки внутренней рамы; 4 - стеклопакет; 5 - прокладки из термостойкой резины; 6 - втулки, выполняющие роль термомоста; 7 - Т-образные кронштейны для крепления внутренней рамы к внешней раме 1; 8 - минеральная вата, расположенная в зазоре между внутренней и внешней рамами; 9 - декоративные накладки; 10-14 - стекла, составляющие стеклопакет 4; 15 - распорные рамки; 16 - слой огнезащитного полимерного материала; 17 - пространство между стеклами стеклопакета 4; 18 - герметик; 19 - слой водонепроницаемого полимерного материала; 20 - строительные крепежные элементы; 21 - опора; 22 - монтажные кронштейны; 23 - вставки резиновые.Positions in the drawings indicate the following: 1 - external frame; 2 - frame of the inner frame; 3 - overlays of an internal frame; 4 - double-glazed window; 5 - gaskets made of heat-resistant rubber; 6 - bushings acting as a thermal bridge; 7 - T-shaped brackets for attaching the inner frame to the
Огнестойкая светопрозрачная конструкция содержит внешнюю раму 1, выполненную из металлического профиля, например уголка, внутреннюю раму, соединенную с внешней рамой, по крайней мере, одним элементом сочленения и установленную с зазором по отношению к ней. При этом внутренняя рама содержит каркас 2 из замкнутого прямоугольного профиля и накладки 3, многокамерный газонаполненный стеклопакет 4, размещенный между каркасом 2 и накладками 3 внутренней рамы через прокладки 5 из термостойкой резины, и термомост, выполненный в виде втулок 6 и соединяющий каркас 2 и накладки 3 внутренней рамы. Втулки 6 могут быть выполнены, например, из стали, причем их длина выбрана из расчета: толщина стеклопакета 4 плюс две толщины резиновых прокладок 5, толщина которых составляет не менее 3 мм. Диаметр втулок 6 составляет от 15 до 20 мм, а шаг их установки по периметру каркаса 2 внутренней рамы составляет от 150 до 200 мм (фиг.1-3).The fire-resistant translucent structure contains an
Элемент сочленения рам выполнен в виде кронштейна 7, полка которого жестко прикрепляется к внешней раме 1 и по скользящей посадке - к внутренней раме.The articulation element of the frames is made in the form of a
При этом кронштейны 7 могут быть выполнены Т-образными и крепятся полками на шпильки профиля внешней рамы 1, а их ножки входят в отверстие каркаса 2 внутренней рамы без жесткого механического крепления к последней. Ножки кронштейнов 7 могут быть выполнены в виде стержня круглого сечения или в виде стальной полосы. При этом кронштейны 7 устанавливаются по внутреннему периметру внешней рамы 1 с шагом установки в диапазоне от 200 до 500 мм (фиг.1-3).In this case, the
Выполненный между внешней рамой 1 и каркасом 2 внутренней рамы компенсационный зазор выбран из расчета, например, 7 мм на один метр длины рассчитываемой стороны каркаса внутренней рамы, заполняется минеральной ватой 8 и закрывается декоративными накладками 9, например, из металла, с обязательным креплением только к внешней раме 1 (фиг.1 и 3).The compensation gap made between the
Многокамерный газонаполненный стеклопакет 4 (фиг.4) выполнен симметричным относительно плоскости, проходящей параллельно большей по площади грани стеклопакета через середину меньшего ребра меньшей по площади грани стеклопакета и состоит, по крайней мере, из пяти последовательно соединенных силикатных стекол 10-14 толщиной не менее 4 мм и размещенных друг от друга на расстоянии не менее 1 мм и не более 2 мм при помощи распорок, выполненных в виде рамок 15 из двухсторонней клеящей ленты на вспененной основе, например "VHB 4910F" (Германия).A multi-chamber gas-filled double-glazed window 4 (Fig. 4) is made symmetrical with respect to a plane parallel to the larger face of the double-glazed window through the middle of the smaller rib of the smaller face of the double-glazed window and consists of at least five series-connected silicate glasses 10-14 with a thickness of at least 4 mm and placed from each other at a distance of not less than 1 mm and not more than 2 mm using spacers made in the form of
Соседние поверхности двух стекол 10 и 11, 13 и 14, расположенных с обеих сторон стеклопакета 4, покрыты слоем 16 огнезащитного полимерного материала (фиг.4) толщиной не более 40 мкм, в качестве которого использован огнезащитный модифицированный раствор водного силиката натрия. Модификатором раствора водного силиката натрия является, например, раствор многоатомного спирта с содержанием в общем объеме раствора водного силиката натрия не более 1%. Кроме того, дополнительно в качестве модификатора раствора водного силиката натрия может быть использован раствор моно- и дисахаридов с содержанием в общем объеме раствора водного силиката натрия не более 1%. При этом плотность модифицированного раствора водного силиката натрия составляет 1,12-1,16 г/см и регулируется загустителем, в качестве которого используется одноатомный алифатический спирт С2-С4.The adjacent surfaces of two
Свободное пространство 17 между стеклами 10 и 11, 11 и 12, 12 и 13, 13 и 14 выполнено газонаполненным. Расстояние между краем каждого стекла стеклопакета 4 и рамки 15 из двухсторонней клеящей ленты по периметру составляет от 15 до 17 мм, при этом пространство между стеклами 10 и 11, 11 и 12, 12 и 13, 13 и 14 от края стекол до рамок 15 из двухсторонней клеящей ленты по периметру заполнено герметиком 18 в виде высокотемпературной клеящей мастики, например, универсальной клеящей мастики "Гарант" ТУ 5775-005-25057366-96. Герметик 18 из высокотемпературной клеящей мастики и распорная рамка 15 из двухсторонней клеящей ленты, расположенные между двумя соседними стеклами 10 и 11, 11 и 12, 12 и 13, 13 и 14 с обеих сторон стеклопакета 4, разделены слоем 19 водонепроницаемого полимерного материала, в качестве которого использован, например, термопластичный синтетический каучук ГД-115 (Германия) в виде шнура (фиг.4).The
В строительный проем здания внешняя рама крепится с помощью строительных крепежных элементов 20, что обеспечивает удобство монтажа рамы. Кроме того, в конструкции предусмотрены опоры 21 для дистанцирования друг от друга каркаса 2 внутренней рамы и внешней рамы 1, монтажные кронштейны 22, служащие опорой стеклопакета 4, и резиновые вставки 23, дистанцирующие при монтаже монтажные кронштейны 22 и стеклопакет 4 (фиг.1-3).In the construction opening of the building, the external frame is fastened with the help of
Огнестойкая светопрозрачная конструкция работает следующим образом.Fire-resistant translucent design works as follows.
При огневом воздействии на конструкцию происходит разогрев металлического профиля внешней рамы 1 и соединенного с ним через кронштейны 7 каркаса 2 внутренней рамы и стеклопакета 4, зажатого между каркасом 2 и накладками 3 внутренней рамы через прокладки 5 из термостойкой резины. Поскольку внешняя рама 1 соприкасается с бетонной или кирпичной стеной происходит рассеивание тепла, и она не нагревается до температуры, приводящей к ее деформации. Каркас 2 внутренней рамы и стеклопакет 4 разогреваются со скоростью, соизмеримой скорости подъема температуры окружающей среды, вследствие чего внутренняя рама расширяется в имеющийся между внешней рамой 1 и каркасом 2 внутренней рамы компенсационный зазор, заполненный минеральной ватой 8, и не деформируется.When firing on the structure, the metal profile of the
Передача тепла на необогреваемую сторону конструкции осуществляется через стеклопакет 4 и термомосты, выполненные в виде стальных втулок 6. Площадь теплового контакта при этом в десятки раз меньше площади теплового контакта, если бы накладки 3 соприкасались с каркасом 2 внутренней рамы. Вследствие чего при температуре обогреваемой поверхности стеклопакета 4, равной 812°С, температура на необогреваемой поверхности стеклопакета 4 и на накладках 3 не превышает 220°С, что не приводит к перегреву накладок 3 и разрушению целостности внутренней рамы, снижая воздействие высоких температур на стеклопакет 4 за счет наличия термомостов.Heat is transferred to the unheated side of the structure through a double-
При огневом воздействии на одну из сторон стеклопакета 4 происходит разогрев стекла. При температуре 80-110°С начинается вспенивание слоя 16 огнезащитного полимерного материала и его помутнение. При нагревании объем огнезащитного полимерного материала увеличивается в 5-10 раз. Образовавшийся вспененный слой резко ограничивает тепловое воздействие на второе стекло стеклопакета 4.When firing on one of the sides of the
При дальнейшем разогреве начинают вспениваться слои 16 огнезащитных полимерных покрытий на втором и последующих стеклах стеклопакета 4, защищая от теплового воздействия третье и последующие стекла, а вспененный слой на первом стекле чернеет и делает стеклопакет 4 абсолютно непрозрачным как в видимой области спектра, так и в инфракрасной.With further heating, the layers of 16 flame retardant polymer coatings on the second and subsequent glasses of the double-
За счет этого второе стекло и последующие стекла стеклопакета 4, не получая тепловой энергии, не обрушиваются и отсекают тепловой поток и дым, защищая людей и имущество, находящихся за стеклопакетом 4, от воздействия огня.Due to this, the second glass and subsequent glass of the double-
При этом слои 19 водонепроницаемого полимерного материала, расположенные между герметиком 18 и распорными рамками 15 стеклопакета 4, препятствуют попаданию влаги внутрь стеклопакета 4. Это дает возможность использовать предложенную конструкцию в качестве огнестойкого остекления наружных окон различных помещений в любых климатических условиях, в частности, при температуре окружающей среды ниже 0°С.Moreover, the
Испытания преложенной огнестойкой светопрозрачной конструкции, проводимые во ВНИИПО МЧС РФ согласно ГОСТ 30247.0-94, показали следующее. Для испытаний был взят образец конструкции со вставленным стеклопакетом с общей толщиной стеклопакета 24 мм и общим размером конструкции 1000×1000 мм. Образец помещали вертикально на отверстие печи так, чтобы он закрывал точно отверстие, и чтобы только одна поверхность конструкции подвергалась воздействию пламени.Tests of the enclosed fire-resistant translucent structure, carried out in VNIIPO EMERCOM of the Russian Federation according to GOST 30247.0-94, showed the following. For testing, a design sample was taken with an inserted double-glazed unit with a total thickness of 24 mm and a total structure size of 1000 × 1000 mm. The sample was placed vertically on the hole of the furnace so that it covered exactly the hole, and so that only one surface of the structure was exposed to flame.
Пять термопар установили над поверхностью конструкции, обращенной наружу из печи, для измерения ее температуры. Два датчика измерителя теплового потока разместили в печи на расстоянии 50 и 100 мм, соответственно.Five thermocouples were mounted above the surface of the structure facing outward from the furnace to measure its temperature. Two sensors of the heat flow meter were placed in the furnace at a distance of 50 and 100 mm, respectively.
Температуру внутри печи повышали согласно ГОСТ 30247.0-94 в течение 34 минут вдоль заданного градиента и одновременно измеряли значение температуры на поверхности конструкции, обращенной наружу печи.The temperature inside the furnace was increased according to GOST 30247.0-94 over 34 minutes along a predetermined gradient, and at the same time, the temperature value was measured on the surface of the structure facing the outside of the furnace.
Такие условия эксперимента точно соответствовали условиям эксперимента конструкции, являющейся ближайшим аналогом.Such experimental conditions exactly corresponded to the experimental conditions of the design, which is the closest analogue.
В результате фактический предел огнестойкости опытного образца составил 62 мин по признаку потери теплоизолирующей способности (I) и 63 мин по признаку потери целостности (Е), что соответствует требованиям ГОСТ 30247.0-94. Такие показатели имеет и конструкция, являющаяся ближайшим аналогом. Однако испытуемый образец, выполненный согласно конструкции ближайшего аналога, имел толщину стеклопакета 48 мм, что в два раза превышает толщину испытуемого образца настоящего изобретения.As a result, the actual fire resistance limit of the prototype was 62 min on the basis of loss of heat-insulating ability (I) and 63 min on the basis of loss of integrity (E), which corresponds to the requirements of GOST 30247.0-94. Such indicators have a design, which is the closest analogue. However, the test sample made according to the design of the closest analogue had a glass unit thickness of 48 mm, which is two times the thickness of the test sample of the present invention.
Таким образом, заявляемая конструкция по показателю огнестойкости сопоставима с аналогами, но при этом имеет меньшие весовые характеристики и с учетом использования дешевых клеящих материалов и огнезащитного материала приводит к снижению стоимости на 25-35% и представляется законченной конструкцией.Thus, the claimed design in terms of fire resistance is comparable to analogues, but it has lower weight characteristics and, taking into account the use of cheap adhesive materials and fire retardant material, leads to a reduction in cost by 25-35% and seems to be a complete design.
Предложенная огнестойкая светопрозрачная конструкция обеспечивает требуемые параметры ГОСТ 30247.0-94 по теплоизоляции, обрушению и креплению рамы за счет ее оригинальной конструкции.The proposed fire-resistant translucent design provides the required parameters of GOST 30247.0-94 for thermal insulation, caving in and fixing the frame due to its original design.
Использование предложенного изобретения позволяет создать упрощенные и недорогостоящие огнестойкие светопрозрачные конструкции, применяемые в дверях, окнах, перегородках, которые по своим огнестойким свойствам не уступают аналогам, но при этом обладают малыми весовыми характеристиками, являются унифицированными и соответствуют нормам пожарной безопасности и экологической чистоты.Using the proposed invention allows to create simplified and inexpensive fire-resistant translucent structures used in doors, windows, partitions, which are not inferior to analogues in their fire-resistant properties, but at the same time have low weight characteristics, are unified and comply with fire safety and environmental standards.
Claims (24)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122190/03A RU2230869C2 (en) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Transparent fire-resistant structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002122190/03A RU2230869C2 (en) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Transparent fire-resistant structure |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2002122190A RU2002122190A (en) | 2004-02-20 |
| RU2230869C2 true RU2230869C2 (en) | 2004-06-20 |
Family
ID=32845987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002122190/03A RU2230869C2 (en) | 2002-08-15 | 2002-08-15 | Transparent fire-resistant structure |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2230869C2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454521C2 (en) * | 2010-07-13 | 2012-06-27 | Андрей Юрьевич Калашников | Steel carcass-frame bearing structure within inner perimetre of glass with single and multiple layer, single and multiple structure glasing by means of adhesive sealants with function of spacer frame, with electric heating, serviced by vacuumisation of interlayer chambers, burglar retardant grid inside reinforced glasing unit |
| RU2523039C2 (en) * | 2010-09-23 | 2014-07-20 | Инова Лисец Технологицентрум Гмбх | Production of dual-pane window filled with gas other than air |
-
2002
- 2002-08-15 RU RU2002122190/03A patent/RU2230869C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2454521C2 (en) * | 2010-07-13 | 2012-06-27 | Андрей Юрьевич Калашников | Steel carcass-frame bearing structure within inner perimetre of glass with single and multiple layer, single and multiple structure glasing by means of adhesive sealants with function of spacer frame, with electric heating, serviced by vacuumisation of interlayer chambers, burglar retardant grid inside reinforced glasing unit |
| RU2523039C2 (en) * | 2010-09-23 | 2014-07-20 | Инова Лисец Технологицентрум Гмбх | Production of dual-pane window filled with gas other than air |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2002122190A (en) | 2004-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3254296B2 (en) | Fire window assembly | |
| CZ294565B6 (en) | Fireproof glazing element | |
| JP2012140785A (en) | Fireproof structure of double glazing window | |
| CA2377460C (en) | Fire-inhibiting flat element comprising at least two transparent fire-resisting glass plates | |
| EA018915B1 (en) | Fire protection glazing | |
| NO752830L (en) | ||
| JP2003504542A5 (en) | ||
| RU2230869C2 (en) | Transparent fire-resistant structure | |
| GB2067639A (en) | Fire-resistant screens | |
| Sulik et al. | Study on critical places for maximum temperature rise on unexposed surface of curtain wall test specimens | |
| JP2786103B2 (en) | Double glazing | |
| JPH09184373A (en) | Fitting structure of heat insulating fittings | |
| JPH09165975A (en) | Glass board mounting structure of fireproof paper sliding door | |
| JP2000096941A (en) | Fire-resisting wall | |
| KR20200088053A (en) | Fire Door for Heat Insulation and Heat Protection | |
| WO2015072888A1 (en) | Fire-resistant all-glass wall construction | |
| KR20190131955A (en) | Fire Door for Heat Insulation and Heat Protection | |
| CN112112534A (en) | Aluminum alloy heat-insulation fireproof window | |
| RU138771U1 (en) | FIRE-RESISTANT ALL-GLASS WALL DESIGN | |
| JPH09184372A (en) | Fitting structure of double glazing unit | |
| RU2258790C1 (en) | Fireproof translucent structure | |
| JP6843684B2 (en) | Joinery | |
| RU11140U1 (en) | FIRE RESISTANT LIGHT TRANSPARENT UNIT | |
| RU25904U1 (en) | FIRE RESISTANT LIGHT TRANSPARENT DESIGN | |
| GB2190125A (en) | Fire-protected door or window |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20060816 |