Галын аюулд тэсвэртэй цайр шинэр бүтэц: Барилгыг галын аюалаас хэрхэн хамгаалдаг вэ

Гал цайрсан бүтцэд хэрхэн нөлөөлдөг вэ ба яагаад хамгаалалт чухал вэ

Ган барилга болон бүтэн байдалдаа маш хүчтэй байдаг ч гэсэн гал түймрийн үед зохих хамгаалалт шаардлагатай болдог. Ойролцоогоор 550 градус Цельсийн (1022 Фаренгейт) температурт хүрэх үед ган нь хүчний бараг талыг нь алдах бөгөөд энэ нь бүтэн барилга нь хэдхэн минутанд л муруйж, хэлбэрээ алдаад буултлах магадлалтай болгоно. Ийм халах үеийн сул талыг харгалзан эдгээр бүтцийг галын хордуулаас хамгаалах арга замыг сайтар бодож үзэх шаардлагатай. Энд анхаарах гол гурван асуудал байдаг. Эхлээд, дулаан ган элементүүдээр хурдан дамждаг. Хоёр дахь асуудал бол температур ихсэхэд ган жин эсвэл ачааг зөв даах чадвараа алдах явдал юм. Эцэст нь, өндөр температурт удаан хугацаагаар өртөх нь бүтцийг цаг соёоны дараа тунамхий болгоно.

Өндөр температурт ган бүтцийн зан

Сталь температурыг 50°C бүрт 0.1%-иар тэлж, хэмжээний тогтворгүй байдалд орж, холболтуудийг муутгаж болзошгүй юм. Хамгаалагдаагүй балкууд 600°C-с дээш температурт хатын чанарын 70% хүртэл алдаж, ачааллын систем дэх нэгэн зэрэг сулрах үед цацрагдах задралыг идэвхижүүлж болно.

Цахилгаан ган бүтээцүүдийн галын эсэргүүцлийн хязгаар

Хамгаалагдаагүй ган нь стандарт галын туршилтанд ерөнхийдөө 15–30 минутын дотор задардаг. Халуунд хэт өргөсдөг ба цементэн ханаар хучих зэрэг пассив галын хамгаалалтын систем нь материалд дулаан дамжуулахаас сэргийлж, эсэргүүцлийг 2–4 цаг хүртэл сунгах боломжтой.

Хамгаалагдаагүй гангийн дулаан дамжуулах чадвар ба деформацийн эрсдэл

45–50 Вт/м·К дулаан дамжуулалттай зэвэрдэггүй ган нь бүтцийн хэсгүүдийн дагуу дулааныг хурдан түгээдэг. Энэ нь хөндлөн огтлолын жигд халахыг дэмжих бөгөөд давхар бүрийн шахуу, хоёртын бүхий л элементүүдийн зэрэг сулрах хугацааг богиносгох, мөн гэнэт эвдрэх аюулыг нэмэгдүүлдэг.

Их түүлийн үед ган баганатай барилгуудын эвдрэлийн тохиолдол

2023 онд хяналттай шаталтаар хийсэн туршилтаар хамгаалалтгүй ган багана зөвхөн 18 минутад босоо чиглэлд муруйсан бөгөөд кодны загвараар урьдчилан тодорхойлсон хугацаанаас 7 минутаар хурдан байсан. Энэ нь ASCE-ийн 2023 оны судалгаагаар 88%-ийн бүтцийн инженер ган барилгын загварчлалд дулаан тусгаарлалтыг голлон анхаардаг болохыг харуулж байна.

Ган бүтэцтэй барилгын пассив дулаан хамгаалалтын аргууд

Барилгын пассив дулаан хамгаалалтын зарчим ба хэрэглээ

Пассив галын хамгаалалт эсвэл товчоор ПФП нь барилгын бүтэц дотор шууд суулгасан шатдаггүй материал ашиглан ажилладаг. Эдгээр материалын тусламжтайгаар гал түймрийн үед дулаан бүтцийн дагуу удаан дамждаг болсон бөгөөд барилга илүү урт хугацаагаар бүтэн байдалтай үлдэх боломжийг олгодог бас ямар ч товч, триггер шаардлагагүй. Сайн ПФП-ийн системийг үнэлэхдээ гурван үндсэн зүйл тооцогдоно. Эхлээд систем нь сталь хүрээг хангалттай хүйтэн байлгах ёстой (магад нь 538 хэм Цельсийн температур шаардлагатай) дулааныг тусгаарлах ёстой. Хоёрт, барилгын янз бүрийн хэсгүүдийн хооронд гал тархахаас сэргийлэх ёстой. Гуравт, галд өртсөн ч барилга өөрийн жин дор бат бөх байх ёстой. Орчин үеийн ихэнх барилгын стандартууд одоо төмөр хүрээтэй барилганд пассив галын хамгаалалтын зарим хэлбэрийг шаарддаг бөгөөд ялангуяа өндөр барилга, үйлдвэр, хүмүүс тогтмол цуглаж байдаг бусад чухал нийтийн газруудад ийм шаардлага тавигддаг. Энэ нь барилгад байгаа бүх хүмүүс аюулгүй гарч чадах хангалттай хугацаанд галын эсрэг тэсвэртэй байхад тусалдаг.

Галын эсрэг хавтан, баглаа, шүрших замаар нэмэх галын эсэргүүцэлтэй материал (SFRM)

Галын эсрэг хавтуудыг бүтээцийн балка, баганад бэхлэх бөгөөд суурилуулсны дараа дотор нь ойролцоогоор дөрвөн цагийн турш галын хамгаалалт үзүүлдэг бөгөөд гадаад харагдац өмнөхтэй ойролцоо хэвээр үлддэг. Бетон баглааны хувьд массын дулаан шингээх чанараас болоод дулаан илүү сайн агуулагддаг ч баригчид суурин дээр нэмэлтээр 35-50 хувийн жин нэмэгдэх зүйлийг тооцоолох шаардлагатай байдаг нь зарим тохиолдолд ихээхэн төвөгтэй байдаг. Хуучирсан барилгыг шинэчлэх шаардлагатай үед олон тооны ажил гүйцэтгэгчид шүрсөөр нэмэх галын эсэргүүцэлтэй материал эсвэл SFRM-ийг илүүд үздэг. Эдгээр нь уламжлалт суурилуулагчдыг цочроодог бүх төрлийн хачирхалтай хэлбэр, өнцгүүд дээр маш сайн ажилладаг бөгөөд харьцуулахад хөдөлмөрийн зардал нь уламжлалт арга барилаас ойролцоогоор дөчин хувиар буурдаг тул төслийн төсөв хязгаарлагдмал тохиолдолд ухаалгаар сонгосон шийдэл болдог.

Халуунд хортогч болон цементтэй нийлүүлэг: Ажиллах чадвар ба ялгаа

200-250 градусын Цельсийн хооронд температурт өртөх үед интумесцент бүрхэвч нь анхны зузааныхаа ойролцоогоор тавин дахин хүртэл хавдаж чаддаг. Энэ нь цайрсан давхаргын хамгаалалтыг бий болгох бөгөөд сталь бүтээцүүдийг нэг цагаас хоёр цагийн хооронд хамгаална. Цементт бүрхэвч өөрөөр ажилладаг бөгөөд дулаан шингээхийн тулд вермикулит зэрэг эрдэсүүдийг ашиглан бат бөх саад болдог. Гол ялгаа нь хэрэглэх шаардлагад оршдог. Интумесцент бүтээгдэхүүнүүд ихэвчлэн зузаан байдаггүй, ихэвчлэн зөвхөн 1-3 мм-ийн зузаантай байдаг тул барилгын гоо зүйд нөлөөлдөггүй. Харин цементт системүүд илүү зузаан давхаргатай байх шаардлагатай бөгөөд ихэвчлэн 10-40 мм-ийн хооронд байдаг ч гэсэн хатуу нөхцөлд илүү удаан үргэлжилдэг. ASTM E119 стандартын дагуу галын аюулгүй байдлын туршилт юу гэж харуулж байна вэ гэвэл 1000 градусын Цельсийн хэт өндөр температурт интумесцент бүрхэвч нь цементт хувилбараас илүү сайн бүтцийн бүрэн байдлыг хадгалдаг бөгөөд гал түймрийн үеэр ачааллыг даах чадвараар ойролцоогоор 18 хувиар илүү сайн ажилладаг.

Цахилгаан түлхүүртэй цаасан хүрээ бүхий идэвхжсэн галын хамгаалалтын систем

Цаасан хүрээтэй барилгад зориулсан усны шүүрэх систем ба утааны удирдлага

Автомат ус шүүрэх систем нь гал түймрийн эсрэг цаасан хүрээтэй барилгыг хамгаалахад маш чухал ач холбогдолтой бөгөөд галыг хурдан арилгаж, барилгын бүтэц рүү дулаан тархахаас сэргийлдэг. Эдгээр системүүдийг ажиллуулснаар усыг хурдан ялгаруулах замаар цаасан балка руу хүрч буй дулааны хэмжээг ойролцоогоор гуравны хоёроор багасгаж чаддаг тул металлын хүч чадал гал түймрийн үеэр харьцангуй удаан хугацаанд хадгалагддаг. Утааны удирдлагын хувьд шахалттай шат, хүчирхэг соруурын вентиляци зэрэг хэрэгслүүд нь хүмүүс аюулгүй гарч чадах бөгөөд хорт утааг амьсгалахаас сэргийлж өгдөг. Барилгын янз бүрийн хэсэгт ус шүүрэх системийг агаарын хөдөлгөөний удирдлагатай хослуулсан тохиолдолд зөвхөн энгийн ус шүүрэх системтэй барилгаас галын улмаас үхэх үхлийн тоо ойролцоогоор 40 хувиар бага байдаг. Архитекторууд илүү сайн хамгаалалт олгох шийдлийг хайж байгаа учраас энэ хосолсон арга барил хэрэглэх нь бүр их дэлгэрч байна.

Галын илрүүлэлт, дохиолол болон хяналтын нэгдэл

Өнөөгийн үед бидний сайн мэдэх цахилгаан болтот барилгад утааны илрүүлэгч, халууны мэдрэгчдийг хооронд нь холбосноор аврах ажиллагаанд цаг алдалгүй орох боломжийг бүрдүүлдэг. Шинэ үеийн системүүд дохиоллыг зөвхөн гэрэлтэй холбох төдийгүй лифтүүдийг автоматаар газрын давхартаа зогсоож, зэрэгцээ нь агааржуулалтын системийг хаадаг. Эдгээр аюулгүй байдлын төхөөрөмжүүд барилгын гол удирдлагын системтэй ажилласнаар цахилгаан болтот бүтээцэд халуун хүрч буй хэсгүүдийн температурыг бодит цагт хянах боломжийг олгодог. Гал аюултай үед гал сөнөөх ажилтан энэ мэдээллийг шууд авах болно. Байршуулсан бүх тоног төхөөрөмжүүд НФПА 72-ийн зааварчилгааг тодорхой мөрдөх ёстой, учир нь бүтцийн ихээхэн асуудал гарах үед галын хамгааллын тоноглол маань ажиллахгүй болохыг хэн ч хүсэхгүй.

Цахилгаан болтот барилгын галын тэсвэрт чадал, стандарт болон дагалдах шаардлага

Галын тэсвэрт чадлын үнэлгээ: 2-, 3-, ба 4-цагийн стандарт

Галын тэсвэрт чанар нь халуун их өндөр болох үед ган бүтээц хэр зэрэг хугацаанд бат бөх байдалтай байлган, галыг тархахаас сааруулах чадварыг харуулдаг. Эдгээр үнэлгээ нь хоёр, гурван эсвэл дөрвөн цагийн гурван үндсэн ангилалд хуваагдана. Эдгээр тоонууд санамсаргүй бус бөгөөд жинхэнэ гал түймрийг имитацилан хийсэн тусгай шалгуунаас гарч ирдэг. Жишээ нь хоёр цагийн үнэлгээтэй байдалд хэмжээний температур 1000°C-г давж халсны үед ч ган бүтээц өөрт нь ачаалалыг дааж, хэт их дулааны дамжуулалтыг сааруулах ёстой. ASTM E119 ба UL 263 стандартууд эдгээр шалгууныг яаж явуулахыг нарийвчлан тогтоож, үйлдвэрлэгчид болон хэрэглээний талаар нэгдсэн хандлагыг хангана.

Барилгын кодууд ба галын эсэргүүцэлтэй барилгын дүрэм

Олон улсын барилгын код (IBC) шиг барилгын кодуудыг дагаж мөрдөх нь болон дээрх хамгийн бага аюулгүй байдлын шаардлагад жинхэнэдээ нийцэж байгааг илтгэдэг. IBC-ийн 703.0 хэсэгт эдгээр барилгыг шалгах зургаан аргыг жагсаасан байдаг ч ихэнх гэрээтэй ажиллуулагчид ачаалал тэвшүүлэх хэсгүүдтэй ажиллахдаа индустрийн стандарт практик болсон ASTM E119-ийг л хэрэглэдэг. 2023 оны дараа ч маш их юм өөрчлөгдсөн. Шинэ худалдааны зориулалтын ган барилгын ойролцоогоор гуравны хоёр нь саяхан гарсан кодын шинэчлэлтийн дагуу 2 цагийн галын эсэргүүцлийн шалгалтанд тэнцэх шаардлагатай болсон. Энэ зөвхөн цаасны ажил биш, их олон загварчид эдгээр хатуу шаардлагад нийцэхийн тулд өөрчлөлт оруулах шаардлагатай болсон.

Бүтцийн галын хамгаалалтын шаардлагад нийцэх шалгалтын аргачлал

Гуравдагч талын лабораторийн ISO 834 цаг-температур муруйд суурилсан зуухны симуляци ашиглан галын эсэргүүцлийг үнэлдэг бөгөөд 1 цагийн дотор температур 1,100°C хүрдэг. Гол үзүүлэлтүүд нь дараах байдлаар илэрхийлэгдэнэ:

• Ачааллын багтаамжийн хадгалалт (дизайны хүчний ≥90%)
• Дулааны дамжуулалтын бүрэн бүтэн байдлыг хадгалалт (ард талын гадаргуугийн температур ≤140°C)
• Галын нэвтрэлтийн эсэргүүцэл (тодорхойлогдсон хугацаанд нэвтрэхгүй байх)

Туршилтын үр дүнг барилгын техникийн шаардлагад баримтжуулж, хяналт тавих болон урт хугацааны бүтцийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд ашигладаг.

Нэгтгэсэн болон ирээдүйд бэлэн галын хамгаалалт: Орчин үеийн ган бүтээц

Орчин үеийн ган бүтээц нь ихэвчлэн хэт өргөсөх будаг шиг пассив галын хамгаалалтыг усны тум, хийд суурилсан системүүд шиг идэвхтэй дарах технологитой нэгтгэж, олон давхар хамгаалалтын сүлжээг бий болгоход чиглэгдэж байна. Энэхүү холимог арга нь бүтцийн сулрах хугацааг хойшлуулах зэрэгцээ галыг идэвхтэй удирдах замаар цорын ганц системтэй харьцуулахад барилгын хөндийрөх эрсдэлийг 72% хүртэл бууруулдаг (NFPA 2023).

Хосимдог Пассив ба Идэвхтэй Галын Хамгаалалт: Нэгдсэн Аюулгүй Байдал

Теплодуут цэвэрлэгээ нь халах үед гангийн дулаан тусгаарлалтыг идэвхжүүлж, усны шүрших буюу хийн устгах систем ажиллахын тулд чухал цаг хугацаа олгоно. 2023 оны судалгаанд пассив ба идэвхтэй аргыг хоёуланг нь ашигласан барилга нь хяналттай шаталтаар 97 минутаас дээш хугацаагаар бүтэц задрахгүй байсан бөгөөд зөвхөн пассив хамгаалалтад тулгуурласнаас 41% илүү найдвартай байсан.

Туршлагын жишээ: Нэгдсэн Галын Хамгаалалттай Өндөр Барилга

Дуниажин бүс нутгийн 40 давхар офисны барилга нь шидэмийн минерал дулаан тусгаарлалт болон хиймэл оюун ухааны дымын удирдлага хослуулан 3 цагийн галын эсэргүүцлийн зэрэглэлийг олж авсан. 2022 онд гарсан цахилгааны галд нэгдсэн систем нь хоёр давхарт галын хохирлыг хязгаарлан, хуваарилалт болон хурдан устгалын тусламжтайгаар боломжит 8.2 сая долларын алдагдлыг сэргийлсэн.

Ухаалаг Галын Эсэргүүцэлтэй Ган Бүтэц ба Зардал ба Аюулгүй Байдлын Харьцаа

Одоо ихэвчлэн зэсийн температурыг IoT-тэй сенсэрүүд бодит цагт хянах боломжтой болж, урьдчилан сэргийлэх мэдэгдэл ба орон нутгийн дарах системийг идэвхжүүлж чаддаг. Эхний суурилуулалтын зардал нь харьцангуй арга замаас 18–25% өндөр байдаг ч гэсэн оюунлаг системүүд нь коммерцийн хэрэглээнд эрт үед оношлогоо хийж, зориудын засвар хийснээр амьдралын туршид 34% -иар засвар үйлчилгээний зардлыг бууруулдаг тул урт хугацаанд үнэ цэнэтэй байдаг.

Ихэнх асуултууд

Зэсээр хийсэн бүтээцэд галын хамгаалалт яагаад чухал вэ?

Өндөр температуртай үед зэсээр хийсэн бүтээц хурдан хүчин чадлаа алдах бөгөөд гал түймрийн үед бүтцийн гэмтэл үүсэх эрсдэлтэй. Зөв галын хамгаалалт нь бүтцийн бүрэн байдал ба эсэргүүцлийг хадгалж, үргэлжлүүлэн барьж чаддаг.

Пассив ба идэвхтэй галын хамгаалалтын аргууд гэж юу вэ?

Пассив галын хамгаалалт нь дулаан шилжихийг удаашруулах материалуудыг ашигладаг бол идэвхтэй аргууд нь усны шүрших ба агаар солих сэнс шиг системийг ашиглан гал, утааг удирддаг.

Интумесцент ба цементтэй хучилтын ялгаа юу вэ?

Түүхийн өндөр температурт хавдаж, хамгаалалтын давхаргыг үүсгэдэг. Цементт чийд ямар нэгэн барьц болон бат бөх чанарыг хадгалж чадах тул зузаан хэрэглэх шаардлагатай.

Тулгарахан үндэслэлийн градацид нь юу вэ?

Галын эсэргүүцлийн ангилал нь бүтэц галын нөлөөллөөс бүтцийн бүхэл байдлыг хэвээр хадгалж чадах хугацааг харуулдаг. Ангилал нь ихэвчлэн 2-4 цагийн хооронд байдаг.