Огнестойкая светопрозрачная конструкция

Огнестойкая светопрозрачная конструкция

Реферат

 

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано в огнестойких светопрозрачных конструкциях в качестве огнестойкого остекления различных составляющих противопожарных перегородок и окон. Изобретение позволит разработать огнестойкую светопрозрачную противопожарную конструкцию, характеризующуюся высокой теплоизолирующей способностью и огнестойкостью, при ее низкой стоимости. Огнестойкая светопрозрачная конструкция содержит 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. Она снабжена внешней рамой в виде каркаса, и по крайней мере, один элемент сочленения рам. Внутренняя рама для размещения стеклопакета снабжена накладками. 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. 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. Пространство между стеклами от граней стекол до рамки по периметру заполнено герметиком. Герметик и рамка, расположенные между двумя стеклами с обеих сторон стеклопакета, разделены слоем водонепроницаемого полимерного материала. 23 з.п.ф-лы, 4 ил.

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.

В соответствии с ГОСТ 30247.0-94 "Конструкции строительные. Методы испытаний на огнестойкость. Общие требования" предельным состоянием для ограждающей противопожарной конструкции являются:

- потеря теплоизолирующей способности (I) вследствие превышения температуры на не обогреваемой стороне конструкции более 220С;

- потеря целостности (Е) в результате образования в конструкции сквозных трещин или отверстий, через которые на не обогреваемую сторону проникают продукты горения или пламя.

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 730-875С 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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/метрК, 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.

Недостатком известной конструкции является то, что при температурах 200-250С стеклоблок теряет целостность, при этом возможно вытекание гидрогеля из пространства между стеклами.

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.

Недостатком известной конструкции огнестойкого стеклопакета является неоднозначность поведения герметизирующих слоев, так как их деструкция наступает при 400С, 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.

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.

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.

Задача, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, состоит в разработке огнестойкой светопрозрачной противопожарной конструкции, характеризующейся высокой теплоизолирующей способностью и огнестойкостью, при ее низкой стоимости.

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 800С с обеспечением у конструкции теплоизолирующей способности и огнестойкости EI 60 по ГОСТ 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.

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.

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.

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.

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.

В качестве огнезащитного полимерного материала может быть использован огнезащитный модифицированный раствор водного силиката натрия.

Целесообразно, чтобы толщина слоя полимерного покрытия из огнезащитного материала составляла не более 40 мкм.

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.

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.

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.

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).

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.

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).

Элемент сочленения рам выполнен в виде кронштейна 7, полка которого жестко прикрепляется к внешней раме 1 и по скользящей посадке - к внутренней раме.

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).

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).

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).

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.

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).

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).

Огнестойкая светопрозрачная конструкция работает следующим образом.

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.

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 812С, температура на необогреваемой поверхности стеклопакета 4 и на накладках 3 не превышает 220С, что не приводит к перегреву накладок 3 и разрушению целостности внутренней рамы, снижая воздействие высоких температур на стеклопакет 4 за счет наличия термомостов.

При огневом воздействии на одну из сторон стеклопакета 4 происходит разогрев стекла. При температуре 80-110С 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.

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.

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.

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 0С.

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 10001000 мм. Образец помещали вертикально на отверстие печи так, чтобы он закрывал точно отверстие, и чтобы только одна поверхность конструкции подвергалась воздействию пламени.

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.

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.

Такие условия эксперимента точно соответствовали условиям эксперимента конструкции, являющейся ближайшим аналогом.

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.

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.

Предложенная огнестойкая светопрозрачная конструкция обеспечивает требуемые параметры ГОСТ 30247.0-94 по теплоизоляции, обрушению и креплению рамы за счет ее оригинальной конструкции.

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.

Формула изобретения

1. Огнестойкая светопрозрачная конструкция, содержащая 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, отличающаяся тем, что 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.

2. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что каркас внутренней рамы выполнен из замкнутого прямоугольного профиля.

3. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что величина зазора между стороной каркаса внутренней рамы и внешней рамой выбрана из расчета не менее 7 мм на один метр длины расчитываемой стороны каркаса внутренней рамы.

4. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что элемент сочленения рам между собою выполнен 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.

5. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.4, отличающаяся тем, что ножка Т-образного кронштейна выполнена в виде стержня или стальной полосы.

6. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.4, отличающаяся тем, что шаг установки Т-образного кронштейна по внутреннему периметру внешней рамы составляет от 200 до 500 мм.

7. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что крепление стеклопакета между каркасом и накладками внутренней рамы осуществлено через прокладки из термостойкой резины.

8. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1 или 7, отличающаяся тем, что длина втулок выбрана из расчета: толщина стеклопакета плюс две толщины прокладок, толщина которых составляет не менее 3 мм.

9. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.8, отличающаяся тем, что диаметр втулок составляет от 15-20 мм.

10. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что шаг установки втулок по периметру каркаса внутренней рамы составляет от 150-200 мм.

11. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что рамки стеклопакета выполнены из двухсторонней клеящей ленты на вспененной основе.

12. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве герметика использована высокотемпературная клеящая мастика.

13. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве водонепроницаемого полимерного материала использован термопластичный синтетический каучук в виде шнура.

14. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве огнезащитного полимерного материала использован огнезащитный модифицированный раствор водного силиката натрия.

15. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1 или 14, отличающаяся тем, что толщина слоя огнезащитного полимерного материала составляет не более 40 мкм.

16. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.14, отличающаяся тем, что в качестве модификатора раствора водного силиката натрия используется раствор многоатомного спирта.

17. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.16, отличающаяся тем, что содержание многоатомного спирта в общем объеме раствора водного силиката натрия не более 1%.

18. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.16, отличающаяся тем, что в качестве модификатора раствора водного силиката натрия используется дополнительно раствор моно- и дисахаридов с содержанием в общем объеме раствора водного силиката натрия не более 1%.

19. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.14, отличающаяся тем, что плотность модифицированного раствора водного силиката натрия составляет 1,12-1,16 г/см³ и регулируется загустителем.

20. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.19, отличающаяся тем, что в качестве загустителя раствора водного силиката натрия используется одноатомный алифатический спирт С₂-С₄.

21. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что стекла выполнены толщиной не менее 4 мм.

22. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между соседними стеклами в стеклопакете составляет от 1 до 2 мм.

23. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что расстояние между краем стекла и двухсторонней клеящей лентой в стеклопакете по периметру составляет от 15 до 17 мм.

24. Огнестойкая светопрозрачная конструкция по п.1, отличающаяся тем, что стеклопакет выполнен симметричным относительно плоскости, проходящей параллельно большей по площади грани стеклопакета через середину меньшего ребра меньшей по площади грани с