Стенд для размещения образца при проведении испытаний фрагмента кровли и его основания на воздействие воспламенителя, ветра и дополнительного теплового излучения

СТЕНД ДЛЯ РАЗМЕЩЕНИЯ ОБРАЗЦА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ИСПЫТАНИЙ ФРАГМЕНТА КРОВЛИ И ЕГО ОСНОВАНИЯ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОСПЛАМЕНИТЕЛЯ, ВЕТРА И ДОПОЛНИТЕЛЬНОГО ТЕПЛОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Изобретение относится к конструкциям установок для огневых испытаний кровельных строительных конструкций путем комбинированного наружного огневого воздействия воспламенителя, ветра и теплового излучения и направлено на обеспечение возможности моделирования вариантов сочетаний высоты и наклона (ската) кровли и изменения угла ската кровли по отношению к направлению подачи воздуха и теплового излучения на образец. Стенд по изобретению включает платформу с держателями для образца и калибровочного элемента, раму, жестко связанную со стойками, причем платформа для образца подвижно связана с рамой следующим образом: с целью изменения высоты кровли - через ось платформы посредством каретки и механизма ее перемещения в вертикальной плоскости, а с целью обеспечения изменения угла наклона платформы для образца относительно рамы с возможностью фиксации угла в положениях его промежуточных значений - посредством двух пар механизмов поворота платформы, причем стойки оснащены колесами с тормозным приспособлением для горизонтального перемещения стенда.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: УЧРЕЖДЕНИЕ "НАУЧНОИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПОЖАРНОЙ БЕЗОПАСНОСТИ И ПРОБЛЕМ ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЙ" МИНИСТЕРСТВА ПО ЧРЕЗВЫЧАЙНЫМ СИТУАЦИЯМ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ (BY) Изобретение относится к конструкциям установок для огневых испытаний кровельных строительных конструкций путем комбинированного наружного огневого воздействия воспламенителя, ветра и теплового излучения. Известен предварительный европейский стандарт ENV 1187-2002 Prufverfahren zur Beanspruchungvon Bedachungen durch Feuer von auen; Deutsche Fassung (Методы испытания кровли путем наружного огневого воздействия), включая изменение А 1:2005, согласно которому установлено четыре метода испытаний для определения огнестойкости кровли (кровельного покрытия и основания под нее) к воздействию огня. Данные четыре метода позволяют провести оценку пожарных характеристик кровли при следующих нагрузках: по методу 1 - испытания с нагрузкой от источника огневого воздействия; по методу 2 - испытания с нагрузкой от источника огневого воздействия и ветра; по методу 3 - испытания с нагрузкой от источника огневого воздействия, ветра и дополнительного теплового излучения; по методу 4 - двухступенчатый метод испытания с использованием источника огневого воздействия, воздуха и теплового излучения. Указанный стандарт описывает методы, структуру установки для огневого испытания фрагмента кровли и требования к ее элементам, однако не определяет устройство их конструкции. Известна установка польского производства для испытания фрагмента кровли и ее основания на воздействие воспламенителя, ветра и дополнительного теплового излучения по методу 3 [Instukcjaobstugi "Stanowisko do badania pokryc dachowych pod wplyw.em zewnetrznej ekspozycji pozarowej ENV 1187 - metoda 3"/Instytut technologii eksploatacji, Pastwowy instytut badawczy Radom. - Radom, 2005]. Установка предназначена для проведения испытаний и исследований, различных образцов кровельной продукции, для определения классификации кровельных покрытий крыш посредством огневого и теплового воздействия на испытуемый образец. В известной установке все ее составные элементы - стенд для размещения образца, устройство для подачи воздуха, дефлектор и тепловой излучатель - закреплены на одной несущей опорной раме и представляют жестко связанную единую конструкцию. При этом стенд, включающий опору с держателями для образца и калибровочного элемента, размещенную на опорной раме, упирающейся в стойки, находится в одной плоскости с устройством для подачи воздуха и ограничен в возможности независимого перемещения относительно элементов испытательной установки. Следовательно изменение направления и расстояния (высоты) воздействия на испытуемый образец,расположенный на стенде, возможно только одновременно с перемещением устройства для подачи воздуха и теплового излучателя, что ограничивает возможности установки в моделировании комбинаций разрушающих воздействий на образец при проведении испытаний, а также в моделировании разных углов наклона (ската) кровли. Кроме того, известная установка не обеспечивает изменения высоты стенда и угла опоры с испытуемым образцом (угла ската кровли) по отношению к направлению подачи воздуха и теплового излучения на образец. Технической задачей изобретения является разработка конструкции стенда, расширяющего возможности установки для испытания кровли путем наружного огневого воздействия в моделировании комбинаций разрушающих воздействий на образец при проведении испытаний, обеспечение возможности моделирования вариантов сочетаний высоты и наклона (ската) кровли и изменения угла ската кровли по отношению к направлению подачи воздуха и теплового излучения на образец. Достижение технической задачи обеспечивается тем, что стенд для размещения образца при проведении испытаний фрагмента кровли и его основания на воздействие воспламенителя, ветра и дополнительного теплового излучения, включающий платформу с держателями для образца и калибровочного элемента, раму, жестко связанную со стойками, согласно изобретению отличается тем, что платформа для образца подвижно связана с рамой следующим образом: с целью изменения высоты кровли - через ось платформы посредством каретки и механизма ее перемещения в вертикальной плоскости, а с целью обеспечения изменения угла наклона платформы для образца относительно рамы с возможностью фиксации угла в положениях его промежуточных значений - посредством механизмов поворота платформы,причем стойки оснащены колесами с тормозным приспособлением для горизонтального перемещения стенда. Кроме механизма перемещения каретки, обеспечивающего регулировку по высоте, предлагаемый стенд содержит две пары механизмов поворота типа талреп, имеющих попарно разную длину с возможностью ее изменения для каждого механизма, причем более короткая пара талрепов обеспечивает регулировку высоты от пола нижней кромки испытуемого образца кровли, а пара талрепов большей длины обеспечивает регулировку высоты верхней кромки испытуемого образца, вследствие чего изменяется угол наклона кровли при испытаниях. Испытательная установка для проведения испытаний фрагмента кровли и его основания по методу 3 на воздействие воспламенителя, ветра и дополнительного теплового излучения состоит из стенда,обеспечивающего монтаж испытываемого образца; устройства для подачи воздуха; дефлектора для предотвращения попадания потока воздуха под крышу; теплового излучателя для достижения равномерного распределения теплового потока на поверхность образца. В указанной установке в единую конструкцию объединены устройство для подачи воздуха и тепловой излучатель, а стенд изготовлен на отдельной раме и представляет собой независимую конструкцию. Благодаря этому посредством стенда, обеспечивающего монтаж испытываемого образца при проведении испытаний, можно менять не только угол наклона ската кровли, но и высоту образца относительно теплового излучателя. На фиг.1 показана конструкция стенда; на фиг.2 - фронтальный вид; на фиг.3 - конструкция механизма перемещения каретки и его связи с платформой. Основной элемент конструкции стенда - платформа 1 для образца, которая посредством механизмов 5 поворота типа талреп для изменения угла ската кровли подвижно связана с рамой 2. Поворотные механизмы 5 исполнены в виде двух пар талрепов и имеют попарно разную длину. Пара более коротких механизмов 5 закреплена между опорной стойкой 3 и нижним краем платформы 1, а пара более длинных талрепов закреплена между точками в средней части платформы 1 и рамы 2. Каждый из талрепов представляет собой конструкцию из двух винтов 16, на которые нанесена противоположная резьба. Винты одним из своих концов вкручиваются в специально предназначенную для этого вытянутую муфту 15 с резьбовыми отверстиями, другой конец винта выполнен в виде кольца, который надевается на ось на платформе или раме. Т.е. винты выполнены выдвижными по резьбе относительно корпуса муфты, что обеспечивает возможность изменения их длины. За счет различного изменения длины короткой и длинной пар винтов талрепов обеспечивается разная подвижность в вертикальной плоскости обеих кромок платформы, соответственно нижней и верхней кромок испытуемого образца, закрепленного на платформе, и тем самым достигается возможность регулирования угла ската кровли, что означает изменение угла наклона платформы с образцом по отношению к наружному огневому воздействию, направлению подачи воздуха и теплового излучения на образец. Рама 2 опирается на опорные стойки 3, которые, в свою очередь, оснащены колесами 4 с тормозным приспособлением для горизонтального перемещения по поверхности пола с возможностью фиксации. Одна из опорных стоек 3 содержит держатель с кареткой 8 с осью 13 подвижно связанной с ней платформы 1, относительно которой изменяется угол наклона платформы с образцом. На стойке 3 с возможностью вертикального перемещения относительно стойки закреплена на держателе каретка 8 с выступами кронштейна 9, между которыми помещена муфта зацепления 10 с внутренней резьбой. Муфта 10 посредством резьбы связана с червяком 11 с закрепленным на нем сверху винтом 12. Связанный с кареткой кронштейн 9 с выступами, муфта 10, червяк 11 и винт 12 представляют собой механизм перемещения каретки 8 по вертикали, причем это перемещение через ось 13 на держателе каретки передается платформе 1, благодаря чему обеспечивается регулировка по высоте платформы 1. На рабочей поверхности платформы 1 закреплены держатели 6 испытуемого образца, включающие направляющие для его перемещения по поверхности опоры 1, а также держатели 7 калибровочного элемента, который также размещается на опоре при проведении процедур калибровки и испытаний. Предлагаемый стенд обеспечивает возможность монтажа испытываемого образца размером до 30001200 мм под углом к горизонту от 5 до 30, при этом нижний край (кромка) образца располагается над полом на расстоянии (0,750,25) м, т.е. с возможностью регулировки посредством механизма перемещения каретки от 0,5 до 1,0 м. Держатели 6 с направляющими расположены на поверхности платформы 1 с учетом выполнения требования обеспечения проведения испытаний кровли таким образом, чтобы материал с поверхности образца имитируемой кровли мог беспрепятственно стекать и обрушиваться под огневым воздействием. Образцы испытуемой кровли выполнены прямоугольной формы размером 4001000 мм. Их изготавливают путем нанесения строительного материала на стандартную несущую плиту, в качестве которой применяются горючие строительные материалы без огнезащитного покрытия (ДСП с объмной плотностью(68050) кг/м 3 и толщиной (192) мм или плиты из расширенного полистирола (ESP) с объмной плотностью (205) кг/м 3 и толщиной (5010) мм); негорючие строительные материалы (усиленные стекловолокном плиты из силиката кальция с объмной плотностью в сухом состоянии (64070) кг/м 3 и толщиной (102) мм или плиты из минерального волокна с объмной плотностью в сухом состоянии (15020) кг/м 3 и толщиной (5010) мм). Образцы разрешается испытывать и на нестандартных несущих плитах. После монтажа установки или при появлении изменений, которые влияют на рабочие характеристики установки для проведения испытаний, проводится калибровка стенда и всей установки. Для этого аналогичный испытываемому образец кровли размещают в держателе 6 для образца, затем устанавливают действующие показатели скорости воздуха в направлении воздушного потока при работающей и настроенной установке для проведения испытаний. При калибровке обычно применяют образец, который состоит из обычной плиты ДСП толщиной(19 2) мм и объмной плотностью (68050) кг/м 3, прошедшей кондиционирование при нормальных климатических условиях. При этом образец должен быть ровным и иметь размеры (4001000) мм. При калибровке по цен-2 018107 тральной оси образца наносят следующие маркировки: S0: 100 мм над нижним краем; S500: 600 мм над нижним краем; S850: 950 мм над нижним краем. Калибровочный элемент должен быть негорючим и состоит из гладкой ровной плиты из силиката кальция толщиной (122) мм, размером (1,22,0) м и объмной плотностью (870100) кг/м 3. Калибровочный элемент устанавливают на платформе 1 посредством держателей 7. Вращением винта 12 (механизма перемещения каретки) устанавливают высоту платформы 1 и уровень горизонта в продольном и поперечном направлении, а изменением положения муфт 15 талрепов 5 придают платформе 1 необходимый угол наклона, соответствующий углу ската кровли. Перед тем как установить образец в положение для испытания (посредством направляющих держателей 6) следует настроить воздушный поток и тепловой поток. Затем расположенный на стенде образец приводится в положение для проведения испытания. Испытание начинается тогда, когда подвергаемая испытанию поверхность образца находится в правильном положении относительно теплового излучателя и устройства для подачи воздуха. При этом подвергаемая испытанию поверхность образца должна иметь тот же зазор и высоту, что и поверхность калибровочного элемента. По истечении 2 мин 30 с после того, как образец будет правильно расположен, источники огневого воздействия одновременно поджигают и через 30 с укладывают на образец. Источники огневого воздействия укладывают таким образом, чтобы их центр имел интервал от 100 до 500 мм от нижней кромки образца и симметрично его оси на расстоянии друг от друга 370 мм. Источники огневого воздействия фиксируют закреплнными на краях образца кусками проволоки. Испытание заканчивают и полностью тушат огонь как только происходят следующие явления:a) распространение огня на нижней стороне вследствие прохождения огня;b) продолжительность испытания составила 30 мин;c) возникает риск опасности для испытателей или грозящая опасность испытательному оборудованию. В установке по прототипу изменение угла стенда, устройства для подачи воздуха и теплового излучателя возможно только одновременно и взаимосвязано, так как все составные элементы закреплены на одной несущей раме и представляют единую конструкцию. Предлагаемый стенд для испытания фрагмента кровли и ее основания на воздействие воспламенителя, ветра и дополнительного теплового излучения по методу 3 обеспечивает все изменения углов и высот стенда независимо от других компонентов установки для огневых испытаний - устройства для подачи воздуха и теплового излучателя. Соответственно достигается расширение возможностей установки для испытания кровли в моделировании комбинаций разрушающих воздействий на образец при проведении испытаний, обеспечение возможности моделирования вариантов сочетаний высоты стенда и наклона (ската) кровли и изменения угла ската кровли по отношению к направлению подачи воздуха и теплового излучения на образец. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Стенд для размещения образца при проведении испытаний фрагмента кровли и его основания на воздействие воспламенителя, ветра и дополнительного теплового излучения, включающий платформу с держателями для образца и калибровочного элемента, раму, жестко связанную со стойками, отличающийся тем, что в платформу вставлена ось параллельно раме, платформа установлена на раме с возможностью изменения ее высоты посредством связанной с осью каретки и механизма ее перемещения в вертикальном направлении, а также с возможностью изменения угла наклона платформы для образца относительно рамы и его фиксации в положениях его промежуточных значений посредством механизмов поворота платформы, причем стойки оснащены колесами с тормозным приспособлением для горизонтального перемещения стенда. 2. Стенд по п.1, отличающийся тем, что содержит две пары механизмов поворота типа талреп,имеющих попарно разную длину с возможностью ее изменения для каждого механизма, причем более короткая пара талрепов обеспечивает регулировку высоты от пола нижней кромки испытуемого образца кровли, а пара талрепов большей длины обеспечивает регулировку высоты верхней кромки испытуемого образца. 3. Стенд по п.1, отличающийся тем, что обеспечивает возможность монтажа испытываемого образца размером до 30001200 мм на поверхности опоры под углом к горизонту от 5 до 30, при этом нижняя кромка образца располагается с возможностью регулировки над полом на расстоянии от 0,5 до 1,0 м. 4. Стенд по п.1, отличающийся тем, что держатели испытуемого образца, а также держатели калибровочного элемента включают направляющие для перемещения как испытуемого образца, так и калибровочного элемента по поверхности платформы для проведения испытаний кровли таким образом, чтобы материал с поверхности образца имитируемой кровли мог беспрепятственно стекать и обрушиваться под огневым воздействием.