Система, содержащая негорючие усиленные легкие панели из цементирующих материалов и металлическую раму, предназначенная для противопожарной стены и других огнестойких сборочных узлов

Система, содержащая негорючие усиленные легкие панели из цементирующих материалов и металлическую раму, предназначенная для противопожарной стены и других огнестойких сборочных узлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Настоящее изобретение, в общем, относится к противопожарной стене или другим огнестойким сборочным системам, содержащим металлический каркас и легкие конструктивные панели из цементирующих материалов, называемые здесь SCP панелями, предназначенным для использования в жилой и промышленной конструкции. Противопожарные стены или другие огнестойкие сборочные узлы могут быть горизонтальными (например, потолки) или вертикальными (например, вертикальные стены). Точнее, изобретение относится к негорючей противопожарной стене или другой огнестойкой сборочной системе, имеющей панели, механически или посредством приклеивания прикрепленные к огнестойкой стене на стальной раме или к другим огнестойким сборочным системам. Если желательно, панели создают перегородку, противостоящую сдвигу. Система обеспечивает следующие преимущественные характеристики при использовании со стальной рамой: негорючесть, стойкость к воздействию воды, стойкость к воздействию плесени, высокую удельную прочность и жесткость, экономичность строительной конструкции, что приводит к высокой скорости сборки, уменьшенный основной размер вследствие уменьшенного веса сооружений, а также повышенные коэффициенты использования объема сооружения для заданного участка поверхности под строительство.

Противопожарная стена представляет собой определенный класс конструкционной стены здания. В разделе 705 Международных строительных норм и правил от 2003 года, включенных сюда во всей их полноте посредством ссылки на них, в общем, указано, что каждую часть здания, отделенную посредством одной или более противопожарных стен, которые согласуются с положениями раздела 705, следует считать отдельным зданием. Протяженность и место расположения таких противопожарных стен должны обеспечить полное отделение. Когда противопожарная стена также разделяет отдельные группы, которые должны быть отделены посредством стен, создающих барьер для огня, должно быть применено большинство ограничительных требований, касающихся каждого разделения. Противопожарные стены, расположенные на большом количестве границ земельного участка, также должны соответствовать разделу 503.2 Международных строительных норм и правил от 2003 года. Такие противопожарные стены (общие стены двух сооружений) должны быть выполнены без проемов. Противопожарные стены должны обладать достаточной конструктивной устойчивостью в условиях воздействия огня для возможности обрушения конструкции с каждой стороны без обрушения стены на протяжении времени, определенного требуемой нормой стойкости к действию огня. Типичные нормы огнестойкости предполагают продолжительность порядка 2 часов, 3 часов или 4 часов.

Еще один класс стены здания называют «противопожарными барьерами». В разделе 706 Международных строительных норм и правил от 2003, включенных сюда во всей их полноте посредством ссылки на них, в общем, указано, что противопожарные барьеры для отделения шахт (также известные как шахтные стены), выходов, выходных проходов, горизонтальных выходов или зон эпизодического использования, для отделения различных занимаемых помещений, для разделения одного занимаемого помещения на различные противопожарные зоны, либо для разделения других зон, когда противопожарный барьер требуется в ином месте согласно Международным строительным нормам и правилам или Международным противопожарным нормам и правилам, должны соответствовать разделу 706 Международных строительных норм и правил от 2003 года. Типичные нормы огнестойкости для противопожарных барьеров составляют 1 час, 2 часа, 3 часа и 4 часа.

Применение местных строительных норм и правил, а также национальных стандартов требует принятия в промышленной и жилой конструкции мер для замедления распространения огня через фронтоны, полупроходные технические подполья и другие внутренние места. Таким образом, когда противопожарная стена (также известная как стена для разделения площадей или общая стена двух помещений) предназначена для промышленной или жилой конструкции, используют материалы и конструкции, которые отвечают этим техническим характеристикам. Противопожарные стены или другие огнестойкие сборочные узлы могут быть вертикальными или горизонтальными. Например, потолки и боковые стены гаража, смежные с жилой частью жилого дома, обычно представляют собой противопожарные стены или противопожарные барьеры.

Противопожарные стены для жилых помещений или другие огнестойкие сборочные системы отвечают трем конструктивным факторам. Во-первых, они формируют две отдельных перегородки, так что при пожаре одна сторона может обрушиться без создания опасности в отношении всего барьера для огня. Во-вторых, стены обычно имеют детали, которые гарантируют, что если при пожаре происходит обрушение смежной конструкции, противопожарная стена не будет обрушена. В-третьих, стены конструируют для восприятия равномерной боковой нагрузки порядка 5 фунтов на квадратный фут, чтобы обеспечить боковую устойчивость.

Противопожарные стены жилых помещений обеспечивают важную и специфичную конструкцию для защиты жильцов от огня в многоквартирных городских домах и в других присоединенных к ним жилых помещениях. Эти сборочные узлы не только должны обеспечивать нормированную защиту при воздействии огня, обычно составляющую 2 часа, но также должны быть в достаточной степени конструктивно устойчивыми для того, чтобы противостоять обрушению смежной конструкции без потери их целостности в качестве стены.

Каменную кладку в течение длительного времени считают приемлемым материалом для создания противопожарных стен жилых помещений вследствие ее жесткости и получаемой прочности. Альтернативой являются огнестойкие сборочные узлы в виде гипсовых стен сухой кладки.

Помимо приведенных выше Международных строительных норм и правил, двумя основными нормативными документами, касающимися противопожарных стен разделительного типа/общих стен двух смежных помещений, являются BOCA - Международная Организация Строительных служащих и Руководителей (см. Национальные строительные нормы и правила BOCA/1990, раздел 907.0.) и SBCCI - Конгресс южных штатов США по строительным нормам (см. Стандартные строительные нормы и правила SBCCI/1988, параграф 403.5). Эти нормативные документы определяют такие сборочные узлы по своим нормам и правилам, как «противопожарная стена», «общая стена двух смежных помещений» или «разделительная стена городского здания», либо «подпорная разделительная стена». К каждой из них предъявляют одно и то же конструктивное требование:

«Такая стена должна быть непрерывной от основания до нижней стороны настила крыши...[или должна проникать через крышу в качестве парапета].» (см. Национальные строительные нормы и правила ВОСА/1990, раздел 907.0) и «Стена должна обладать достаточной конструктивной устойчивостью в условиях воздействия огня, допуская обрушение конструкции с любой стороны без обрушения стены...» (см. Стандартные строительные нормы и правила SBCCI 1998, параграф 403.5).

Дополнительным руководящим материалом является получивший широкое распространение базовый документ Национальной Ассоциации по каменным работам из мелкобетонных блоков(NCMA), TEK 95, «Конструктивные детали для противопожарных стен из бетонной кладки».

Этот документ рекомендует двойную стену или одинарную стену, для обеспечения устойчивости поддерживаемую в поперечном направлении, если она не выполнена в виде самоопирающейся консоли. В документе также указано, что стена должна быть сконструирована так, чтобы противостоять проектной боковой нагрузке порядка 5 фунтов/квадратный фут (см. NCMA-TEK 95, «Конструктивные детали для противопожарных стен из бетонной кладки»). Двойную стену, содержащую две отдельных огнестойких стены, наиболее часто используют в случаях удерживания нагрузки, поскольку часть двойной стены со стороны действия огня может обрушиться совместно со смежной конструкцией, но при этом противоположная огнестойкая стена будет оставаться на своем месте.

Однако обычная конфигурация противопожарной стены из каменной кладки, разделяющей деревянную рамную конструкцию жилого здания, представляет собой одинарную стену, не несущую нагрузку, в качестве разделителя между деревянной рамной конструкцией с каждой стороны. Может быть расположена боковая опора для устойчивости стены у промежуточных полов и кровель, но боковое крепление к конструкции проектируют таким образом, чтобы обрушение конструкции со стороны воздействия огня не вызывало разрушение стены.

Противопожарная стена не является непроницаемой опорой, как многие ожидают, при проектной боковой нагрузке порядка 5 фунтов/квадратный фут (принятая рекомендация NCMA - см. NCMA-TEK 95, «Конструктивные детали для противопожарных стен из каменной кладки») и не отличается от обычной внутренней стены. Также заслуживает внимания то, что нормы и правила не требуют стойкости к обрушению конструкции, смежной с противопожарной стеной, а требуют того, чтобы противопожарная стена оставалась стоять после обрушения.

Обычная практика, касающаяся монтажных конструкций, заключается в использовании кладки из неармированных полых бетонных блоков. Такие противопожарные стены часто выступают в виде консоли от основания без какой-либо боковой опоры у промежуточных полов или кровли. В результате они могут не отвечать требованиям выдерживания проектной боковой нагрузки порядка 5 фунтов/квадратный фут, когда их возводят для получения необходимой высоты здания. Например, при проектной нагрузке порядка 5 фунтов/квадратный фут возможность в отношении высоты стены, выполненной посредством кладки из неармированных полых 8-дюймовых бетонных блоков, приблизительно составляет 10,3 фута [расчетные конструктивные допущения: консольная; допустимое изгибное напряжение растяжения порядка 23 фунтов/квадратный дюйм, увеличенное на одну треть с учетом ветровой нагрузки; полый блок в 100 фунтов/кубический фут с моментом сопротивления сечения S=81 (8-дюймовый блок) и 160 (12-дюймовый блок) по NCMA-TEK 2A, «Размеры и формы бетонных стеновых блоков»] при свободной установке в виде консоли, и 18 футов (см. NCMA-TEK 63, «Частично армированные стены из бетонных блоков») при простом удерживании у крыши или у промежуточного пола. Если используют 12-дюймовые бетонные стеновые блоки, то высота увеличивается только до 14,7 фута [расчетные конструктивные допущения: консольная, допустимое изгибное напряжение растяжения порядка 23 фунтов/квадратный дюйм, увеличенное на одну треть с учетом ветровой нагрузки; полый блок в 100 фунтов/кубический фут с моментом сопротивления сечения S=81 (8-дюймовый блок) и 160 (12-дюймовый блок) по NCMA-TEK 2A, «Размеры и формы бетонных стеновых блоков»], и соответственно до 25,4 фута (см. NCMA-TEK 95, «Конструктивные детали для противопожарных стен из бетонных блоков»). См. работу Maurice J. Marchello, «Эффективность гипсовой противопожарной стены, обеспечивающая ее предельные рабочие характеристики», «Form and Function», выпуск 3 (1990) (также можно воспользоваться http://www.usg.сom/Design_Solutions/2_2_8_separationwall.asp).

Полая противопожарная стена из бетонных блоков описана в Technical Notes 21, Brick Masonry Cavity Walls, Technical Notes on Brick Construction, Brick Industry Association, Reston, Виржиния (август 1998). На фиг.1 представлен вариант осуществления конструкции такой стены 1 с полостью. Выполненные с полостью стены из кладки имеют две части кладки, отделенные воздушным пространством и соединенные посредством металлических связей, стойких к коррозии. Наружная часть 4 кладки может быть выполнена из сплошного или полого кирпича, в то время как внутренняя часть 2 кладки (показанная в виде шлакоблоков) может быть выполнена из сплошного кирпича, полого кирпича, конструктивной керамической плитки либо полых или сплошных бетонных блоков. Выбор каждой части зависит от требуемых свойств и отличительных признаков стены. Полость в виде промежутка SS порядка 2-4,5 дюйма (50-114 мм) между двумя частями 2, 4 может быть изолирована (показана жесткая изоляция 3 в виде панели) либо может быть оставлена в виде воздушного пространства. Между жесткой изоляцией 3 в виде панели и наружной частью 4 выполняют зазор, минимальная величина которого S составляет порядка 1 дюйма (2,5 см). Внутренняя поверхность стены 1 с полостью может быть оставлена открытой, либо ее обычными способами подвергают отделке. Наружная часть 4 может быть выполнена с выпускными отверстиями 6. Также может быть выполнен слив 7.

В некоторых районах страны используют термин «стены с усиленными полостями» для обозначения стен с большим количеством частей из кладки и находящимся между этими частями строительным раствором. Фактически это следует рассматривать как стену из большого количества частей кладки с заполнением пустот цементным раствором. Поскольку определение стены с полостью предполагает включение воздушного пространства, этот тип стены фактически не представляет собой стену с полостью.

Нормы стойкости к воздействию огня стен из кирпичной кладки с полостью, находящиеся в диапазоне от 2 до 4 часов, зависят от толщины стен и других факторов. Благодаря своим повышенным свойствам в отношении огнестойкости кирпичные стены пригодны для использования в качестве противопожарных стен или разделительных стен для разделения зданий. Посредством разделения противопожарными стенами распространение огня может быть остановлено. В таких документах, как «Технические замечания 16», «Огнестойкие стены с полостью», «Технические замечания, касающиеся кирпичной конструкции», «Ассоциация кирпичной индустрии», Reston, Виржиния (апрель 2002), описаны нормы огнестойкости и используемые конструктивные условия.

Некоторыми важными стандартами ASTM (Американское общество специалистов по испытаниям и материалам), которые следует иметь в виду, являются стандарты АSTM Е-119 и С-36. ASТM E-119, «Способы противопожарных испытаний конструкций и материалов здания», представляет собой стандарт испытаний, который обеспечивает нормативы стойкости в часах для стен, полов, крыш, балок и колонн, основанные на связи воздействия огня с кривой зависимости температуры от времени. В ASTM Е-119 приведен способ испытания на воздействие огня, при котором сборочный узел должен противостоять описанному воздействию огня за желаемое устанавливаемое время без прохождения пламени или газов, достаточно горячих для воспламенения ветоши с той стороны, где огонь отсутствует. Способ также предполагает определенное повышение температуры в течение испытания и наличие второго разделительного образца, который должен противостоять воздействиям потока из шланга, после того как пройдет половина времени первого испытания на воздействие огня. Согласно Е-119 стена и перегородки с нормой огнестойкости порядка одного часа или более также должны быть подвергнуты испытанию на воздействие потока из шланга. Испытание на воздействие потока из шланга никак не касается практики или стратегии борьбы с загоранием. Это фактически обычный способ измерения способности сборочного узла противостоять боковому удару от падающих обломков в течение периода стойкости к огню и перед тем, как начинают предпринимать активные шаги по подавлению огня.

АSTM C-36 определяет стандарты для гипсовой панели (скорее относится к изделию, чем к системе, содержащей гипсовую панель). Стандарт С-36 предполагает различные стандарты, которым должно отвечать испытуемое изделие, включая композицию различных типов гипсовой панели, прочность на изгиб, отклонение вследствие увлажнения, твердость, стойкость к вытягиванию гвоздей и размеры. Несмотря на то что обычная внутренняя гипсовая панель согласно ASTM С-36 должна иметь только те характеристики, которые относятся к воздействию огня, чтобы представлять собой негорючую внутреннюю часть, с максимальной классификацией распространения огня порядка 25, панель типа «Х», упоминаемая как «специальная огнестойкая», должна отвечать определенным стандартам огнестойкости.

Чтобы отвечать стандарту ASTM C-36 в случае использования панели типа «Х» толщиной 1/2 дюйма, сборочный узел, в котором используют панель типа «Х» толщиной 1/2 дюйма с обеих сторон несущей нагрузку стены с деревянными стойками, должен выдерживать способ испытания на воздействие огня согласно ASTM Е-119 в течение 45 минут. Чтобы отвечать стандарту в случае панели типа «Х» толщиной 5/8 дюйма, подобный сборочный узел с панелью типа «Х» толщиной 5/8 дюйма должен выдерживать подобное испытание на воздействие огня в течение 1 часа.

Противопожарные стены могут быть несущими нагрузку и не несущими нагрузку. Если не указано иначе, то стены, несущие нагрузку, испытывают при постоянной воздействующей нагрузке, прилагаемой к образцу на протяжении противопожарного испытания, чтобы смоделировать 78% или более максимальной допустимой проектной нагрузки согласно «Руководству по созданию огнестойких конструкций - Гипсовые системы», 17-е издание, стр.8, Ассоциация гипсовых материалов (2003).

Альтернативный способ определения огнестойкости стены в сборе, содержащей полость, заключается в использовании расчетного способа. Этот подход одобрен правилами моделирования зданий для определения противопожарных норм для стен, которые физически не подвергают испытаниям согласно «Способам противопожарных испытаний конструкции и материалов здания» по ASTM Е-119. Противопожарные нормы для стен с полостями могут быть рассчитаны посредством использования «Технических замечаний 16В», «Расчетной огнестойкости», «Технических замечаний, касающихся кирпичной конструкции», Ассоциация кирпичной индустрии, Reston, Виржиния [июнь 1991] (переиздано в августе 1991).

Стены из кладки, хотя и обладают удовлетворительной огнестойкостью, являются тяжелыми. Альтернативой по отношению к конструкции в виде кладки является сооружение противопожарных стен посредством крепления плоских модульных блоков из деревянных или металлических раскосов или стен на стойках.

В патенте США №6226946 на имя Stough и др. раскрыты модульные блоки, обычно огнестойкие гипсовые панели, примыкающие друг к другу, которые создают преграду для пламени и воды, используемой для тушения огня. Обычно зазоры или швы между отдельными модулями закрывают для уменьшения степени проникновения пламени или воды через противопожарную стену.

Две разных системы разделения площадей, в которых используют гипсовую панель, представляют собой USG (Гипсовая Компания США) стены с полостью для разделения площадей и USG стены сплошного типа для разделения площадей.

Стены с полостью, служащие для разделения площадей, обычно используют как разделительные общие стены двух помещений и преграды для огня с каркасом, не несущим нагрузку. Они состоят из USG стальных стоек типа С-Н и гипсовых линейных панелей типа SHEETROCK® толщиной 1 дюйм, установленных в USG стальных С-образных направляющих и покрытых с обеих сторон гипсовыми панелям толщиной 1/2 дюйма типа SHEETROCK®, с внутренней частью согласно FIRECODE C.

Сплошную систему составляют из двух облицовочных гипсовых панелей типа SHEETROCK® толщиной 1 дюйм, установленных по вертикали между стальными 2-дюймовыми Н-образными стойками и С-образными направляющими. Для ослабления звука и дополнительной защиты от огня к обеим системам со стенами для разделения площадей может быть добавлена изоляция THERMAFIBER SAFB.

Обе системы функционируют одним и тем же способом. Огнестойкие гипсовые панели обеспечивают эксплуатационную характеристику в отношении огнестойкости порядка 2 часов (также могут быть использованы USG стены для разделения площадей с нормой огнестойкости 3 часа). Стальные стойки, удерживающие гипсовые панели, крепят к деревянному каркасу блока, используя алюминиевые угловые зажимы. При воздействии огня эти «отделяющиеся» зажимы плавятся и будут разрушены со стороны, подвергаемой воздействию, обеспечивая возможность отпадания горящего деревянного каркаса. Барьер для огня остается незатронутым для защиты смежных блоков.

Отделяющиеся крепежные детали, например отделяющиеся зажимы, представляют собой средства крепления, которые крепят противопожарные стены (или противопожарные барьеры) к смежным конструкциям, так что в случае пожара в смежных конструкциях эти смежные конструкции могут отпадать от противопожарной стены, в то время как противопожарная стена сохраняет свою конструктивную целостность на протяжении всего пожара.

Подобным же образом противопожарные стены применяют в промышленных конструкциях. Например, базовая система содержит глубокие USG стальные стойки типа С-Н 25 типоразмера в 2,5 дюйма, гипсовые облицовочные панели типа SHEETROCK толщиной 1 дюйм (которые входят в зацепление с фланцами стоек типа С-Н) и два слоя из гипсовых панелей типа SHEETROCK толщиной 1/2 дюйма, с внутренней частью согласно FIRECODE C. Вместо панелей типа SHEETROCK могут быть использованы гипсовые панели IMPERIAL FIRECODE C, если желательна фанерованная пластиковая отделка. Сборка системы с фланцами стоек, входящими в зацепление с облицовочными панелями шахтной стены, является последовательной и обеспечивает возможность выполнения всего узла, монтируемого со стороны пола шахты. Эту базовую систему классифицируют как UL (UL конструкции U438, U459, U467, U469). Шахтные USG стены с полостями охвачены всеми тремя нормами и правилами моделирования зданий (BOCA, ICBO и SBCCI) согласно Национальному оценочному отчету NER-258. Систему проектируют и испытывают посредством использования принятой инженерной практики с критерием отклонения порядка L/120, L/240 и L/360 для полных высот перегородок. Кроме того, ограничения по высоте сводят в таблицу для расчета системы в отношении сил изгиба и сдвига. Изменения системы испытывают на воздействие огня до 4 часов, включая четыре перечисленные UL конструкции до 2 часов. Система развивается на протяжении ряда лет. В первоначальной шахтной стеновой системе применяли твердые гипсовые стены, используя стальные стойки типа Н. Последующее поколение имело полость, создаваемую посредством использования Т-образной стойки со стальной коробкой. В системах последующего поколения использованы стальные стойки типа С-Н, которые меньше по весу и обеспечивают меньшую передачу тепла и звука, чем стойки предшествующего типа.

В патенте США 6694695 на имя Collins и др. раскрыто, что хотя деревянные стойки выполняют из сплошной древесины, обычно имеющей номинальные размеры поперечного сечения два дюйма на четыре дюйма, значительно большая конструктивная прочность металла, например гальванизированной стали двадцатого типоразмера, обеспечивает возможность применения строительных стоек, которые выполняют не сплошными, а полыми и которые имеют канал или С-образное поперечное сечение. Для соответствия архитектурным планам и строительным материалам, развивающимся за последние годы на основе использования деревянных стоек, имеющих определенные размеры поперечного сечения, приемлемые с коммерческой точки зрения металлические стойки конструируют с теми же самыми наружными размерами, с которыми деревянные стойки изготавливают на протяжении многих лет. Точнее, металлические стойки обычно формируют из листового металла, изгибаемого для охвата площади поперечного сечения в два дюйма на четыре дюйма.

Для легкости изготовления металлические стойки формируют из листового металла, изгибаемого с приданием ему, в общем, U-образного поперечного сечения, при этом относительно широкая центральная стенка обрамлена парой более узких сторон, которые изогнуты под прямым углом к стенке или к основанию. Стенка обычно имеет равномерную номинальную ширину порядка четырех или трех с половиной дюймов, при этом боковые стороны U-образной стойки обычно проходят номинальное расстояние, составляющее порядка двух дюймов от стенки. Для повышения жесткости конструкции края сторон металлической стойки обычно изгибают в плоскости, параллельной плоскости стенки и отстоящей от нее. Эти повернутые края боковых стенок образуют граничные кромки, которые обычно составляют по ширине от четверти до половины дюйма. Поэтому готовая стойка обычно имеет, в общем, С-образное поперечное сечение.

Верхние балки, которые проходят вдоль верхней части стоек во внутренней конструкции строительной стенки, имеют U-образную конфигурацию. Каждая из них образована с горизонтально расположенной стенкой, от которой по вертикали отходит пара боковых стенок, расположенных по противоположным сторонам стенки. Боковые стенки охватывают боковые стороны вертикальных стоек таким образом, что верхние окончания стоек проходят перпендикулярно к вогнутому, обращенному вниз каналу, образованному верхней балкой. Промежуток между стойками по длине балки обычно составляет шестнадцать либо двадцать четыре дюйма.

Один из типов противопожарной стены для промышленных конструкций известен как система с противопожарной стеной для разделения площадей/с общей стеной двух помещений. USG противопожарные стены для разделения площадей/общие стены для двух помещений используют для сооружения обычных стен с огнестойкой защитой, касающейся смежных свойств. Такие легкие не несущие нагрузку гипсовые сборочные узлы в виде сухой стены конструируют как вертикальные противопожарные барьеры для противопожарных стен и стен, разделяющих помещения в квартирах и домах с деревянным каркасом. Гипсовые панели большого размера, используемые совместно со стальными стойками и направляющими, становятся тонкими, экономящими пространство стенами, превосходно обеспечивающими уединенность.

Имеются две базовые системы, обеспечивающие огнестойкие стены от уровня земли до крыши.

Одной из них является система сплошного типа с независимо обрамленными поверхностями из внутренних гипсовых панелей по обеим сторонам противопожарной стены или общей стены двух помещений. Другой является система полого типа с поверхностями из единой внутренней гипсовой панели обычно для общих разделительных стен между помещениями. Стена сплошного типа имеет две гипсовых облицовочных панели типа SHEETROCK толщиной 1 дюйм, установленных по вертикали между USG С-образными стальными направляющими в 2 дюйма. Края панели вставляют в USG Н-образные стальные стойки в 2 дюйма, отстоящие друг от друга на 24 дюйма по их центрам, а С-образные направляющие устанавливают у верхней и нижней части стены и обратными сторонами между вертикальными панелями на обычной высоте над каждым промежуточным полом. Н-образные стойки крепят с обеих сторон к смежному деревянному каркасу у промежуточных полов, нижних хорд ферм фронтона и у линии крыши посредством USG алюминиевых угловых зажимов в 0,063 дюйма, выполненных таким образом, чтобы они отпадали при воздействии огня, обеспечивая таким образом падение поврежденной огнем конструкции, в то время как противопожарный барьер остается незатронутым. Эти USG алюминиевые отпадающие зажимы крепят винтами к стойкам и каркасу.

В случае крепления алюминиевых угловых зажимов с обеих сторон Н-образных стоек 25 типоразмера сборочные узлы будут пригодны для протяженности (между угловыми опорами с зажимами) до 10 дюймов при боковой нагрузке порядка 5 фунтов на квадратный фут без превышения допустимого отклонения L/240 (для стен с внешним воздействием, см. раздел 3.4 технических условий).

В случае ослабляющих звук противопожарных покрытий THERMAFIBER толщиной 2 дюйма, прикрепленных скобами с каждой стороны облицовочных панелей, получают сборочный узел с номинальной огнестойкостью порядка 3 часов, обеспечивающий возможность специального выбора и конструирования стен для помещений. Стена такого типа, которая имеет полость, состоит из стальных стоек типа С-Н и гипсовых облицовочных панелей типа SHEETROCK, установленных в стальных направляющих и покрытых с обеих сторон гипсовыми панелями типа SHEETROCK, с водостойкой внутренней частью согласно FIRECODE C. Облицовочные панели толщиной 1 дюйм собирают по вертикали, при этом их концы устанавливают в USG C-образные направляющие размером 2,5 дюйма, а края вставляют в специально образованные USG стальные стойки типа С-Н размером 2,5 дюйма. С-образные направляющие устанавливают поодиночке у верхней и нижней части стены и обратными сторонами между вертикальными облицовочными панелями по линии над каждым промежуточным полом, по нижним хордам фронтальных ферм и у линии крыши. Алюминиевые зажимы, которые крепят стойки типа С-Н по обеим сторонам к смежному деревянному каркасу, отпадают таким же образом, что и в случае стен сплошного типа. Для повышения потерь звукопередачи в полость стоек вставляют THERMAFIBER SAFB, при этом могут быть использованы упругие каналы RC-1 или что-то эквивалентное для изоляции лицевого слоя со стороны полости.

В случае алюминиевых угловых зажимов, прикрепленных по обеим сторонам стальных стоек 212СН25, сборочные узлы пригодны для протяженности вплоть до 10 футов при боковой нагрузке 5 фунтов на квадратный фут без превышения допустимого отклонения L/240 (для стен с внешним воздействием, см. раздел 3.4 технических условий).

Компоненты, используемые в этих системах, сконструированы так, чтобы обеспечить возможность временного воздействия ненастной погоды в течение строительства. Эти системы могут быть использованы при строительстве по высоте вплоть до четырех этажей (44 фута) со всеми обычными высотами от потолка до пола, имеющимися в многоквартирном доме.

Современные USG (Гипсовая Компания США) системы со стенами для разделения площадей описаны в USG публикации SA92509250 «Системы со стенами для разделения площадей в виде противопожарной стены/общей стены для двух помещений», копия которой представляет собой ДОПОЛНЕНИЕ I предварительной заявки на патент в США № 60/646996, которая введена сюда во всей ее полноте в качестве ссылки.

Другой важный тип огнестойкой конструкции представляет собой стена шахты. Стены шахты представляют собой стены, которые охватывают шахты лифтов или другие вертикальные шахты в здании. Если происходит возгорание, пожарные контролируют использование лифтов, в то время как лестничные шахты обеспечивают единственное средство для выхода или спасения внутри здания. Эти стены должны обладать прочностью, чтобы выдерживать боковые нагрузки и обеспечивать защиту от огня. Современной системой с шахтной стеной является система с имеющей полость шахтной стеной типа SHEETROCK. Она обеспечивает огнестойкость вплоть до 4 часов и номинальный звук до 52 согласно STC (классу конструкции по показателю звукопередачи). Она обладает стойкостью к периодическим боковым нагрузкам и выносливостью при циклической боковой нагрузке, которая вызвана перемещением лифтов в шахте. Сборочные узлы конструируют из гипсовых облицовочных панелей типа SHEETROCK, посредством трения установленных в стойках С-Н типа USG SHEETROCK последовательным способом, при этом гипсовые панели типа SHEETROCK налагают на поверхность. Типичные шахтные стены в здании включают в себя шахты лифтов, лестничные колодцы, шахты для инженерных сетей (для вентиляции и кондиционирования воздуха, водопроводно-канализационной сети, электрической сети и т.д.), горизонтальные перегородки или металлические ограждения каналов и шахты для рециркуляции воздуха (необлицованные).

Дополнительная информация, касающаяся современных USG систем с шахтными стенами, приведена в USG публикации SA92609250, копия которой представляет собой ДОПОЛНЕНИЕ II предварительной заявки на патент №60/646996, которая включена сюда во всей ее полноте в качестве ссылки.

В патенте США №6620487 на имя Tonyan и др., включенном сюда во всей его полноте в качестве ссылки, раскрыта упрочненная, легкая, устойчивая в отношении размеров конструкционная цементная панель (SCP), которая способна противостоять сдвигающим нагрузкам при креплении к каркасу, равным сдвигающим нагрузкам, которые выдерживают фанера или плиты с ориентированными волокнами, либо превышающим такие нагрузки. В этих панелях используют внутреннюю часть из непрерывной фазы, получаемой при застывании водной смеси альфа полугидрата сульфата кальция, гидравлического цемента, активного пуццолана и извести, при этом непрерывную фазу усиливают стойкими к воздействию щелочи стекловолокнами и она содержит керамические микросферы или смесь керамических и полимерных микросфер, либо ее формируют из водной смеси, имеющей весовое соотношение воды и реакционного порошка от 0,6/1 до 0,7/1, или ее формируют с сочетанием указанных компонентов. По меньшей мере, одна наружная поверхность панелей может включать в себя отверженную непрерывную фазу, усиленную стекловолокнами, и содержать достаточное количество полимерных сфер для повышения гвоздимости, или она может быть создана с таким отношением воды к реакционным порошкам, чтобы обеспечить эффект, подобный полимерным сферам, либо может быть создана с сочетанием того, что указано. Однако патент США 6620487 не содержит идей, касающихся применения этих разделительных панелей в системах с противопожарными стенами.

В патенте США № 6241815 на имя Bonen, введенном сюда во всей его полноте в качестве ссылки, также раскрыты составляющие, используемые для изготовления SCP панелей.

В заявке на патент США с серийным номером 10/666294, введенной сюда в качестве ссылки, раскрыт многослойный способ создания конструкционных панелей из цементирующих материалов (SCP панелей), а также раскрыты SCP панели, создаваемые посредством такого способа. После чего-то одного из начального осаждения свободно распределенных измельченных волокон или слоя суспензии на движущееся полотно происходит осаждение волокон на слой суспензии. Заделывающее устройство примешивает только что осажденные волокна в суспензии, после чего добавляют дополнительные слои суспензии, а затем измельченные волокна, что сопровождается дальнейшей заделкой. Если желательно, способ повторяют для каждого слоя панели.

Задачей изобретения является создание усовершенствованной экономичной, легкой в отношении сборки, надежной и негорючей системы в целом, содержащей противопожарную стену.

Настоящее изобретение относится к противопожарной стене или к другой огнестойкой сборочной системе (барьерам для огня), предназначенной для жилой и легкой промышленной конструкции, которая включает в себя металлическую раму и легкую конструкционную панель из цементирующих материалов (SCP). Такую легкую SCP панель изготавливают из смеси неорганического связующего и легких наполнителей. Авторы настоящего изобретения установили, что замена типичной огнестойкой гипсовой панели выбранной SCP панелью приводит к получению противопожарных стен с повышенной прочностью и стойкостью к сдвигу. В результате этого противопожарная стена, например, способна в большей степени противостоять силам, оказываемым на нее водой из противопожарного шланга. Системы с противопожарной стеной согласно настоящему изобретению также пригодны для создания противопожарных стен, несущих нагрузку. Типичные номинальные значения огнестойкости для противопожарных стен составляют 2 часа, 3 часа и 4 часа. Типичные номинальные значения огнестойкости для противопожарных барьеров составляют 1 час, 2 часа, 3 часа и 4 часа.

В частности, настоящее изобретение относится к SCP панелям, механически и/или посредством приклеивания прикрепленным к противопожарной стене или к другой огнестойкой легкой образованной в холодном состоянии металлической рамной системе, которая действует в качестве стойкой к сдвигу перегородки. Выбор сочетания металлической рамы с SCP панелями позволяет обеспечить эффективное функционирование полностью негорючей противопожарной стены, обладающей сопротивлением сдвигу и стойкостью к воздействию воды. Под полностью негорючей, стойкой к сдвигу перегородкой на легкой, полученной посредством холодной прокатки (сформированной в холодном состоянии) металлической раме следует понимать систему, в которой все элементы удовлетворяют требованиям ASTM E-136. Например, система с противопожарной стеной может включать в себя панели SCP, применяемые с металлической рамной системой, в которой используют любые стандартные имеющие малый вес стальные С-образные каналы, U-образные каналы, I-образные балки, квадратные трубы и имеющие малый вес, предварительно изготавливаемые строительные секции.

Поскольку толщина панели влияет на ее физические и механические свойства, например на вес, способность выдерживания нагрузки, прочность закрепления и тому подобное, желае