W opublikowanym w kwietniu 2006 roku „Inżynierii Pożarowej” omawialiśmy kwestie, na które należy zwrócić uwagę w przypadku pojawienia się pożaru w parterowym budynku usługowym. W tym miejscu dokonamy przeglądu niektórych głównych elementów konstrukcyjnych, które mogą mieć wpływ na strategię ochrony przeciwpożarowej.
Poniżej jako przykład bierzemy wielokondygnacyjny budynek o konstrukcji stalowej, aby zilustrować, jak wpływa on na stabilność każdego budynku na różnych etapach budowy (zdjęcia 1, 2).
Element konstrukcyjny słupa z efektem ściskania. Przenoszą ciężar dachu i przenoszą go na podłoże. Awaria kolumny może spowodować nagłe zawalenie się części lub całego budynku. W tym przykładzie kołki są przymocowane do płyty betonowej na poziomie podłogi i przykręcone do belki dwuteowej w pobliżu poziomu dachu. W przypadku pożaru stalowe belki na wysokości sufitu lub dachu nagrzeją się, zaczną się rozszerzać i skręcać. Rozszerzona stal może odciągnąć kolumnę od jej płaszczyzny pionowej. Spośród wszystkich elementów budynku największym zagrożeniem jest awaria kolumny. Jeśli zauważysz kolumnę, która wydaje się być pochylona lub nie jest całkowicie pionowa, natychmiast powiadom dowódcę zdarzenia (IC). Należy natychmiast ewakuować budynek i przeprowadzić apel (zdjęcie 3).
Belka stalowa - pozioma belka podpierająca inne belki. Dźwigary są przeznaczone do przenoszenia ciężkich przedmiotów i opierają się na słupkach. Gdy ogień i ciepło zaczynają niszczyć dźwigary, stal zaczyna pochłaniać ciepło. Przy temperaturze około 1100°F stal zacznie pękać. W tej temperaturze stal zaczyna się rozszerzać i skręcać. Stalowa belka o długości 30 stóp może rozszerzyć się o około 10 cali. Gdy stal zacznie się rozszerzać i skręcać, kolumny podtrzymujące stalowe belki również zaczną się poruszać. Rozszerzanie stali może spowodować wypchnięcie ścian na obu końcach dźwigara (w przypadku zderzenia stali z ceglaną ścianą), co może spowodować wygięcie lub pęknięcie ściany (fot. 4).
Lekkie stalowe belki kratowe - równoległy układ lekkich stalowych belek służących do podparcia podłóg lub dachów o niskim nachyleniu. Przednie, środkowe i tylne stalowe belki budynku podtrzymują lekkie kratownice. Belka jest przyspawana do belki stalowej. W przypadku pożaru lekka kratownica szybko pochłonie ciepło i może ulec uszkodzeniu w ciągu pięciu do dziesięciu minut. Jeśli dach jest wyposażony w klimatyzację i inny sprzęt, zawalenie się może nastąpić szybciej. Nie próbuj przecinać wzmocnionego dachu z belkami stropowymi. Może to spowodować odcięcie górnego pasa kratownicy, głównego elementu nośnego, i może spowodować zawalenie się całej konstrukcji kratownicy i dachu.
Rozstaw belek stropowych może wynosić od czterech do ośmiu stóp. Tak duży rozstaw to jeden z powodów, dla których nie warto wycinać dachu z lekkimi stalowymi legarami i powierzchnią dachową w kształcie litery Q. Zastępca komisarza nowojorskiej straży pożarnej (w stanie spoczynku) Vincent Dunn (Vincent Dunn) zauważył w książce „The Collapse of Fire Fighting Buildings: A Guide to Fire Safety” (Fire Engineering Books and Videos, 1988): „Różnica między drewnianymi legary i stal Ważne różnice konstrukcyjne Górnym systemem podparcia legarów jest rozstaw legarów. Odstęp pomiędzy otwartymi belkami z siatki stalowej wynosi do 8 stóp, w zależności od rozmiaru stalowych prętów i obciążenia dachu. Szeroka przestrzeń między belkami stropowymi, nawet jeśli nie ma stalowych belek stropowych. W przypadku niebezpieczeństwa zawalenia istnieje również kilka niebezpieczeństw związanych z wycięciem otworu w połaci dachowej przez strażaków. Po pierwsze, gdy kontur cięcia jest już prawie gotowy i dach nie znajduje się bezpośrednio nad jednym z szeroko rozstawionych stalowych belek stropowych, wycięta płyta górna może nagle wygiąć się lub obrócić w dół w wyniku pożaru. Jeśli jedna noga strażaka znajdzie się w rozciętym dachu, może stracić równowagę i wpaść piłą łańcuchową do ognia poniżej (zdjęcie 5).(138)
Drzwi stalowe - poziome wsporniki stalowe rozkładają ciężar cegieł na otwory okienne i drzwiowe. Te blachy stalowe są zwykle używane w kształcie litery „L” w przypadku mniejszych otworów, podczas gdy belki dwuteowe są używane w przypadku większych otworów. Drzwi tel są przymocowane do ściany murowanej po obu stronach otworu. Podobnie jak w przypadku innych stali, gdy wykładzina drzwiowa nagrzewa się, zaczyna się rozszerzać i skręcać. Uszkodzenie nadproża stalowego może spowodować zawalenie się górnej ściany (zdjęcia 6 i 7).
Fasada – zewnętrzna powierzchnia budynku. Lekkie elementy stalowe tworzą ramę elewacji. Do zamknięcia poddasza stosuje się wodoodporny materiał tynkarski. Lekka stal szybko straci wytrzymałość konstrukcyjną i sztywność w wyniku pożaru. Wentylację poddasza można osiągnąć poprzez przebicie powłoki gipsowej zamiast umieszczania strażaków na dachu. Wytrzymałość tego tynku zewnętrznego jest zbliżona do wytrzymałości płyt gipsowo-kartonowych stosowanych w większości wewnętrznych ścian domów. Po ułożeniu osłony gipsowej konstruktor na tynk nakłada styropian i następnie go pokrywa (zdjęcia 8, 9).
Powierzchnia dachu. Materiał użyty do wykonania połaci dachowej budynku jest łatwy w konstrukcji. Najpierw do wzmocnionych belek stropowych przyspawane są ozdobne stalowe gwoździe w kształcie litery Q. Następnie na płycie dekoracyjnej w kształcie litery Q połóż piankowy materiał izolacyjny i przymocuj go do tarasu za pomocą wkrętów. Po ułożeniu materiału izolacyjnego przyklej folię gumową do piankowego materiału izolacyjnego, aby wykończyć powierzchnię dachu.
W przypadku dachów o niskim nachyleniu inną powierzchnią dachu, którą można spotkać, jest izolacja ze styropianu pokryta betonem modyfikowanym lateksem o grubości 3/8 cala.
Trzeci rodzaj powierzchni dachu składa się z warstwy sztywnego materiału izolacyjnego przymocowanego do poszycia dachowego. Następnie papę asfaltową przykleja się do warstwy izolacyjnej gorącym asfaltem. Następnie kamień układa się na powierzchni dachu, aby go unieruchomić i zabezpieczyć membranę filcową.
W przypadku tego typu konstrukcji nie należy rozważać cięcia dachu. Prawdopodobieństwo zawalenia się wynosi od 5 do 10 minut, więc nie ma wystarczająco dużo czasu na bezpieczną wentylację dachu. Pożądane jest wietrzenie poddasza poprzez wentylację poziomą (przebijającą się przez elewację budynku) zamiast umieszczania elementów na dachu. Przecięcie jakiejkolwiek części więźby może spowodować zawalenie się całej powierzchni dachu. Jak opisano powyżej, panele dachowe można odchylić w dół pod ciężarem elementów przecinających dach, wpychając w ten sposób ludzi do objętego pożarem budynku. Branża ma wystarczające doświadczenie w zakresie lekkich kratownic i zdecydowanie zaleca się usunięcie ich z dachu po pojawieniu się prętów (zdjęcie 10).
Sufit podwieszany z rusztem aluminiowym lub stalowym, z drutem stalowym zawieszonym na wsporniku dachowym. System rusztu pomieści wszystkie płyty sufitowe, tworząc gotowy sufit. Przestrzeń nad sufitem podwieszanym stwarza duże zagrożenie dla strażaków. Najczęściej nazywany „strychem” lub „pustką kratownicy”, może ukryć ogień i płomienie. Po przeniknięciu tej przestrzeni może dojść do zapłonu wybuchowego tlenku węgla, co może spowodować zawalenie się całego systemu kratownicowego. Na wypadek pożaru należy wcześniej sprawdzić kokpit, a jeśli ogień nagle wybuchnie z sufitu, wszyscy strażacy powinni mieć możliwość opuszczenia budynku. Przy drzwiach zainstalowano telefony komórkowe z możliwością ładowania, a wszyscy strażacy byli ubrani w pełny sprzęt strażacki. Okablowanie elektryczne, elementy systemu HVAC i linie gazowe to tylko niektóre z instalacji budowlanych, które mogą być ukryte w pustych przestrzeniach kratownic. Wiele rurociągów gazu ziemnego może przechodzić przez dach i służy do grzejników na szczytach budynków (zdjęcia 11 i 12).
Obecnie kratownice stalowe i drewniane montowane są we wszystkich typach budynków, od prywatnych rezydencji po wielopiętrowe biurowce, a decyzja o ewakuacji strażaków może zapaść na wcześniejszym etapie ewolucji miejsca pożaru. Czas budowy konstrukcji kratowej był na tyle długi, że wszyscy dowódcy straży pożarnej powinni wiedzieć, jak znajdujące się w niej budynki reagują w przypadku pożaru i podjąć odpowiednie działania.
Aby właściwie przygotować układy scalone, musi zacząć od ogólnej idei budownictwa. „Struktura budynku przeciwpożarowego” Francisa L. Brannigana, wydanie trzecie (National Fire Protection Association, 1992) i książka Dunna są publikowane już od jakiegoś czasu i są lekturą obowiązkową dla wszystkich członków książki straży pożarnej.
Ponieważ zazwyczaj nie mamy czasu na konsultację się z inżynierami budowlanymi na miejscu pożaru, obowiązkiem IC jest przewidzenie zmian, które wystąpią podczas pożaru budynku. Jeśli jesteś oficerem lub aspirujesz do bycia oficerem, musisz mieć wykształcenie architektoniczne.
JOHN MILES jest kapitanem nowojorskiej straży pożarnej, przydzielony do 35. drabiny. Wcześniej pełnił funkcję porucznika w 35. drabinie oraz jako strażak w 34. drabinie i 82. lokomotywie. (NJ) straży pożarnej i straży pożarnej Spring Valley (NY) oraz jest instruktorem w Centrum szkolenia przeciwpożarowego hrabstwa Rockland w Pomona w stanie Nowy Jork.
John Tobin (JOHN TOBIN) jest weteranem z 33-letnim doświadczeniem w straży pożarnej i był komendantem straży pożarnej nad rzeką Vail (NJ). Posiada tytuł magistra administracji publicznej i jest członkiem rady doradczej Szkoły Prawa i Bezpieczeństwa Publicznego hrabstwa Bergen (NJ).
W opublikowanym w kwietniu 2006 roku „Inżynierii Pożarowej” omawialiśmy kwestie, na które należy zwrócić uwagę w przypadku pojawienia się pożaru w parterowym budynku usługowym. W tym miejscu dokonamy przeglądu niektórych głównych elementów konstrukcyjnych, które mogą mieć wpływ na strategię ochrony przeciwpożarowej.
Poniżej jako przykład bierzemy wielokondygnacyjny budynek o konstrukcji stalowej, aby zilustrować, jak wpływa on na stabilność każdego budynku na różnych etapach budowy (zdjęcia 1, 2).
Element konstrukcyjny słupa z efektem ściskania. Przenoszą ciężar dachu i przenoszą go na podłoże. Awaria kolumny może spowodować nagłe zawalenie się części lub całego budynku. W tym przykładzie kołki są przymocowane do płyty betonowej na poziomie podłogi i przykręcone do belki dwuteowej w pobliżu poziomu dachu. W przypadku pożaru stalowe belki na wysokości sufitu lub dachu nagrzeją się, zaczną się rozszerzać i skręcać. Rozszerzona stal może odciągnąć kolumnę od jej płaszczyzny pionowej. Spośród wszystkich elementów budynku największym zagrożeniem jest awaria kolumny. Jeśli zauważysz kolumnę, która wydaje się być pochylona lub nie jest całkowicie pionowa, natychmiast powiadom dowódcę zdarzenia (IC). Należy natychmiast ewakuować budynek i przeprowadzić apel (zdjęcie 3).
Belka stalowa - pozioma belka podpierająca inne belki. Dźwigary są przeznaczone do przenoszenia ciężkich przedmiotów i opierają się na słupkach. Gdy ogień i ciepło zaczynają niszczyć dźwigary, stal zaczyna pochłaniać ciepło. Przy temperaturze około 1100°F stal zacznie pękać. W tej temperaturze stal zaczyna się rozszerzać i skręcać. Stalowa belka o długości 30 stóp może rozszerzyć się o około 10 cali. Gdy stal zacznie się rozszerzać i skręcać, kolumny podtrzymujące stalowe belki również zaczną się poruszać. Rozszerzanie stali może spowodować wypchnięcie ścian na obu końcach dźwigara (w przypadku zderzenia stali z ceglaną ścianą), co może spowodować wygięcie lub pęknięcie ściany (fot. 4).
Lekkie stalowe belki kratowe - równoległy układ lekkich stalowych belek służących do podparcia podłóg lub dachów o niskim nachyleniu. Przednie, środkowe i tylne stalowe belki budynku podtrzymują lekkie kratownice. Belka jest przyspawana do belki stalowej. W przypadku pożaru lekka kratownica szybko pochłonie ciepło i może ulec uszkodzeniu w ciągu pięciu do dziesięciu minut. Jeśli dach jest wyposażony w klimatyzację i inny sprzęt, zawalenie się może nastąpić szybciej. Nie próbuj przecinać wzmocnionego dachu z belkami stropowymi. Może to spowodować odcięcie górnego pasa kratownicy, głównego elementu nośnego, i może spowodować zawalenie się całej konstrukcji kratownicy i dachu.
Rozstaw belek stropowych może wynosić od czterech do ośmiu stóp. Tak duży rozstaw to jeden z powodów, dla których nie warto wycinać dachu z lekkimi stalowymi legarami i powierzchnią dachową w kształcie litery Q. Zastępca komisarza nowojorskiej straży pożarnej (w stanie spoczynku) Vincent Dunn (Vincent Dunn) zauważył w książce „The Collapse of Fire Fighting Buildings: A Guide to Fire Safety” (Fire Engineering Books and Videos, 1988): „Różnica między drewnianymi legary i stal Ważne różnice konstrukcyjne Górnym systemem podparcia legarów jest rozstaw legarów. Odstęp pomiędzy otwartymi belkami z siatki stalowej wynosi do 8 stóp, w zależności od rozmiaru stalowych prętów i obciążenia dachu. Szeroka przestrzeń między belkami stropowymi, nawet jeśli nie ma stalowych belek stropowych. W przypadku niebezpieczeństwa zawalenia istnieje również kilka niebezpieczeństw związanych z wycięciem otworu w połaci dachowej przez strażaków. Po pierwsze, gdy kontur cięcia jest już prawie gotowy i dach nie znajduje się bezpośrednio nad jednym z szeroko rozstawionych stalowych belek stropowych, wycięta płyta górna może nagle wygiąć się lub obrócić w dół w wyniku pożaru. Jeśli jedna noga strażaka znajdzie się w rozciętym dachu, może stracić równowagę i wpaść piłą łańcuchową do ognia poniżej (zdjęcie 5).(138)
Drzwi stalowe - poziome wsporniki stalowe rozkładają ciężar cegieł na otwory okienne i drzwiowe. Te blachy stalowe są zwykle używane w kształcie litery „L” w przypadku mniejszych otworów, podczas gdy belki dwuteowe są używane w przypadku większych otworów. Drzwi tel są przymocowane do ściany murowanej po obu stronach otworu. Podobnie jak w przypadku innych stali, gdy wykładzina drzwiowa nagrzewa się, zaczyna się rozszerzać i skręcać. Uszkodzenie nadproża stalowego może spowodować zawalenie się górnej ściany (zdjęcia 6 i 7).
Fasada – zewnętrzna powierzchnia budynku. Lekkie elementy stalowe tworzą ramę elewacji. Do zamknięcia poddasza stosuje się wodoodporny materiał tynkarski. Lekka stal szybko straci wytrzymałość konstrukcyjną i sztywność w wyniku pożaru. Wentylację poddasza można osiągnąć poprzez przebicie powłoki gipsowej zamiast umieszczania strażaków na dachu. Wytrzymałość tego tynku zewnętrznego jest zbliżona do wytrzymałości płyt gipsowo-kartonowych stosowanych w większości wewnętrznych ścian domów. Po ułożeniu osłony gipsowej konstruktor na tynk nakłada styropian i następnie go pokrywa (zdjęcia 8, 9).
Powierzchnia dachu. Materiał użyty do wykonania połaci dachowej budynku jest łatwy w konstrukcji. Najpierw do wzmocnionych belek stropowych przyspawane są ozdobne stalowe gwoździe w kształcie litery Q. Następnie na płycie dekoracyjnej w kształcie litery Q połóż piankowy materiał izolacyjny i przymocuj go do tarasu za pomocą wkrętów. Po ułożeniu materiału izolacyjnego przyklej folię gumową do piankowego materiału izolacyjnego, aby wykończyć powierzchnię dachu.
W przypadku dachów o niskim nachyleniu inną powierzchnią dachu, którą można spotkać, jest izolacja ze styropianu pokryta betonem modyfikowanym lateksem o grubości 3/8 cala.
Trzeci rodzaj powierzchni dachu składa się z warstwy sztywnego materiału izolacyjnego przymocowanego do poszycia dachowego. Następnie papę asfaltową przykleja się do warstwy izolacyjnej gorącym asfaltem. Następnie kamień układa się na powierzchni dachu, aby go unieruchomić i zabezpieczyć membranę filcową.
W przypadku tego typu konstrukcji nie należy rozważać cięcia dachu. Prawdopodobieństwo zawalenia się wynosi od 5 do 10 minut, więc nie ma wystarczająco dużo czasu na bezpieczną wentylację dachu. Pożądane jest wietrzenie poddasza poprzez wentylację poziomą (przebijającą się przez elewację budynku) zamiast umieszczania elementów na dachu. Przecięcie jakiejkolwiek części więźby może spowodować zawalenie się całej powierzchni dachu. Jak opisano powyżej, panele dachowe można odchylić w dół pod ciężarem elementów przecinających dach, wpychając w ten sposób ludzi do objętego pożarem budynku. Branża ma wystarczające doświadczenie w zakresie lekkich kratownic i zdecydowanie zaleca się usunięcie ich z dachu po pojawieniu się prętów (zdjęcie 10).
Sufit podwieszany z rusztem aluminiowym lub stalowym, z drutem stalowym zawieszonym na wsporniku dachowym. System rusztu pomieści wszystkie płyty sufitowe, tworząc gotowy sufit. Przestrzeń nad sufitem podwieszanym stwarza duże zagrożenie dla strażaków. Najczęściej nazywany „strychem” lub „pustką kratownicy”, może ukryć ogień i płomienie. Po przeniknięciu tej przestrzeni może dojść do zapłonu wybuchowego tlenku węgla, co może spowodować zawalenie się całego systemu kratownicowego. Na wypadek pożaru należy wcześniej sprawdzić kokpit, a jeśli ogień nagle wybuchnie z sufitu, wszyscy strażacy powinni mieć możliwość opuszczenia budynku. Przy drzwiach zainstalowano telefony komórkowe z możliwością ładowania, a wszyscy strażacy byli ubrani w pełny sprzęt strażacki. Okablowanie elektryczne, elementy systemu HVAC i linie gazowe to tylko niektóre z instalacji budowlanych, które mogą być ukryte w pustych przestrzeniach kratownic. Wiele rurociągów gazu ziemnego może przechodzić przez dach i służy do grzejników na szczytach budynków (zdjęcia 11 i 12).
Obecnie kratownice stalowe i drewniane montowane są we wszystkich typach budynków, od prywatnych rezydencji po wielopiętrowe biurowce, a decyzja o ewakuacji strażaków może zapaść na wcześniejszym etapie ewolucji miejsca pożaru. Czas budowy konstrukcji kratowej był na tyle długi, że wszyscy dowódcy straży pożarnej powinni wiedzieć, jak znajdujące się w niej budynki reagują w przypadku pożaru i podjąć odpowiednie działania.
Aby właściwie przygotować układy scalone, musi zacząć od ogólnej idei budownictwa. „Struktura budynku przeciwpożarowego” Francisa L. Brannigana, wydanie trzecie (National Fire Protection Association, 1992) i książka Dunna są publikowane już od jakiegoś czasu i są lekturą obowiązkową dla wszystkich członków książki straży pożarnej.
Ponieważ zazwyczaj nie mamy czasu na konsultację się z inżynierami budowlanymi na miejscu pożaru, obowiązkiem IC jest przewidzenie zmian, które wystąpią podczas pożaru budynku. Jeśli jesteś oficerem lub aspirujesz do bycia oficerem, musisz mieć wykształcenie architektoniczne.
JOHN MILES jest kapitanem nowojorskiej straży pożarnej, przydzielony do 35. drabiny. Wcześniej pełnił funkcję porucznika w 35. drabinie oraz jako strażak w 34. drabinie i 82. lokomotywie. (NJ) straży pożarnej i straży pożarnej Spring Valley (NY) oraz jest instruktorem w Centrum szkolenia przeciwpożarowego hrabstwa Rockland w Pomona w stanie Nowy Jork.
John Tobin (JOHN TOBIN) jest weteranem z 33-letnim doświadczeniem w straży pożarnej i był komendantem straży pożarnej nad rzeką Vail (NJ). Posiada tytuł magistra administracji publicznej i jest członkiem rady doradczej Szkoły Prawa i Bezpieczeństwa Publicznego hrabstwa Bergen (NJ).
Czas publikacji: 26 marca 2021 r